ES2928192T3 - Aggregation server for networked vehicles - Google Patents
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- Y10S903/903—Prime movers comprising electrical and internal combustion motors having energy storing means, e.g. battery, capacitor
- Y10S903/93—Conjoint control of different elements
Abstract
Métodos, aparatos y programas informáticos para su uso en la agregación del flujo de energía eléctrica entre la red eléctrica y los vehículos eléctricos. En un servidor de agregación, los parámetros operativos del equipo de vehículos eléctricos (EVE) se reciben de cada uno de una pluralidad de EVE a través de enlaces de vehículos respectivos. Los parámetros operativos del EVE recibidos comprenden la capacidad de potencia de carga y descarga basada en la capacidad de potencia del equipo de la estación de vehículos eléctricos (EVSE). El servidor de agregación agrega los parámetros operativos de EVE recibidos, predice una capacidad total disponible en función de los parámetros operativos de EVE agregados y envía al menos una parte de la capacidad total disponible a la red. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)Methods, apparatus and computer programs for use in aggregating the flow of electrical energy between the electrical network and electric vehicles. In an aggregation server, electric vehicle equipment (EVE) operating parameters are received from each of a plurality of EVEs through respective vehicle links. The received EVE operating parameters comprise the charging and discharging power capacity based on the power capacity of the electric vehicle station equipment (EVSE). The aggregation server aggregates the received EVE operating parameters, predicts a total available capacity based on the aggregated EVE operating parameters, and sends at least a part of the total available capacity to the network. (Automatic translation with Google Translate, without legal value)
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Servidor de agregación para vehículos integrados en redAggregation server for networked vehicles
Antecedentes de la invenciónBackground of the invention
Convencionalmente, los vehículos eléctricos (por ejemplo, vehículos alimentados por baterías y vehículos híbridos enchufables) se cargan de una manera similar a las que se utilizan para cargar la mayoría de los dispositivos alimentados por baterías recargables. Es decir, el operador enchufa un cargador para la batería del vehículo en una toma eléctrica conectada a una red de potencia eléctrica de servicio público (la "red") y el cargador del vehículo inmediatamente comienza a cargar la batería del vehículo. La velocidad a la que se carga la batería del vehículo suele ser el resultado del límite de corriente impuesto por la electrónica del cargador y la resistencia interna variable de la batería del vehículo. El cargador de un vehículo puede contener lógica o componentes explícitos para alterar la velocidad de carga con el fin de prolongar la vida útil de la batería del vehículo. Normalmente, no hay componentes adicionales para el control de la velocidad de carga determinada por otros factores.Conventionally, electric vehicles (for example, battery-powered vehicles and plug-in hybrid vehicles) are charged in a manner similar to those used to charge most devices powered by rechargeable batteries. That is, the operator plugs a vehicle battery charger into an electrical outlet connected to a utility power network (the "grid") and the vehicle charger immediately begins charging the vehicle battery. The rate at which the vehicle battery is charged is usually a result of the current limit imposed by the charger electronics and the variable internal resistance of the vehicle battery. A vehicle charger may contain explicit logic or components to alter the charging rate in order to extend the life of the vehicle battery. Normally, there are no additional components to control the charging speed determined by other factors.
El documento US 20080281663 A1 describe un método informático para enviar energía desde recursos distribuidos en un evento de descarga de modo que la energía almacenada en dispositivos individuales se nivele, o para que se cumpla una solicitud del operador. La evaluación de los parámetros del evento puede aplazarse. El método puede utilizarse para enviar energía desde vehículos eléctricos enchufables. Se divulgan sistemas y métodos para contabilizar la electricidad enviada hacia o desde vehículos eléctricos. Se divulgan sistemas y métodos para incentivar a los consumidores a participar en un evento de envío o reducción del uso de energía.US 20080281663 A1 describes a computational method for sending power from distributed resources on a discharge event so that the power stored in individual devices is leveled, or for an operator request to be fulfilled. The evaluation of the event parameters can be deferred. The method can be used to send power from plug-in electric vehicles. Systems and methods for accounting for electricity sent to or from electric vehicles are disclosed. Systems and methods are disclosed to incentivize consumers to participate in a consignment or energy reduction event.
Sumario de la invenciónSummary of the invention
Un primer aspecto de la presente invención comprende un método para agregar el flujo de potencia eléctrica entre la red eléctrica y vehículos eléctricos que comprende, en un servidor de agregación: recibir los parámetros operativos desde el EVE de cada uno de una pluralidad de los EVE a través de enlaces de vehículos respectivos, comprendiendo los parámetros operativos de EVE recibidos la capacidad de potencia de carga y descarga basándose en la capacidad de potencia del equipo de estación de vehículo eléctrico (EVSE); agregar los parámetros operativos del EVE recibidos; predecir la capacidad total disponible basándose en los parámetros operativos del EVE agregados; enviar al menos una parte de la capacidad total disponible a la red; predecir viajes para un vehículo eléctrico asociado con uno de la pluralidad de los EVE, teniendo el vehículo una batería; y provocar la carga de la batería con el fin de cumplir con los viajes previstos.A first aspect of the present invention comprises a method for aggregating the flow of electrical power between the electrical network and electric vehicles comprising, in an aggregation server: receiving the operating parameters from the EVE of each of a plurality of EVEs to via respective vehicle links, the received EVE operating parameters comprising charging and discharging power capacity based on the power capacity of the electric vehicle station equipment (EVSE); add the received EVE operating parameters; predict the total available capacity based on the aggregated EVE operating parameters; send at least a part of the total available capacity to the network; predicting trips for an electric vehicle associated with one of the plurality of EVEs, the vehicle having a battery; and cause the battery charge in order to comply with the planned trips.
Un segundo aspecto de la presente invención comprende un programa informático que comprende un conjunto de instrucciones que, cuando se ejecutan por un dispositivo informático, hacen que el dispositivo informático realice un método para agregar un flujo de potencia eléctrica entre la red eléctrica y vehículos eléctricos de acuerdo con el primer aspecto.A second aspect of the present invention comprises a computer program comprising a set of instructions which, when executed by a computing device, cause the computing device to perform a method for adding a flow of electrical power between the electrical grid and electric vehicles of I agree with the first aspect.
Un tercer aspecto de la presente invención comprende un servidor de agregación para agregar el flujo de potencia eléctrica entre la red eléctrica y vehículos eléctricos, estando el servidor de agregación configurado para: recibir parámetros operativos del equipo del vehículo eléctrico (EVE) de cada uno de una pluralidad de los EVE a través de los enlaces de vehículo respectivos, comprendiendo los parámetros operativos del EVE recibidos la capacidad de potencia de carga y descarga basándose en la capacidad de potencia del equipo de estación de vehículo eléctrico (EVSE); agregar los parámetros operativos de EVE recibidos; predecir una capacidad total disponible basándose en los parámetros operativos de EVE agregados; enviar al menos una parte de la capacidad total disponible a la red; predecir viajes para un vehículo eléctrico asociado con uno de la pluralidad de los EVE, teniendo el vehículo una batería; y provocar la carga de la batería con el fin de cumplir los viajes previstos.A third aspect of the present invention comprises an aggregation server for aggregating the electric power flow between the electrical network and electric vehicles, the aggregation server being configured to: receive electric vehicle equipment (EVE) operating parameters from each of a plurality of the EVEs through the respective vehicle links, the received EVE operating parameters comprising charging and discharging power capacity based on the power capacity of the electric vehicle station equipment (EVSE); add the received EVE operating parameters; predicting a total available capacity based on the aggregated EVE operating parameters; send at least a part of the total available capacity to the network; predicting trips for an electric vehicle associated with one of the plurality of EVEs, the vehicle having a battery; and cause the battery to charge in order to fulfill the planned trips.
Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings
La invención se entiende mejor a partir de la siguiente descripción detallada cuando se lee en relación con los dibujos adjuntos, con elementos similares que tienen los mismos números de referencia. Cuando están presentes una pluralidad de elementos similares, se puede asignar un único número de referencia a la pluralidad de elementos similares con una designación de letra minúscula que se refiere a elementos específicos. Cuando se hace referencia a los elementos colectivamente o a uno o más elementos no específicos, la designación de letra minúscula puede eliminarse. La letra "n" puede representar un número no específico de elementos. Esto enfatiza que, de acuerdo con la práctica común, las diversas características de los dibujos no están dibujadas a escala. Por el contrario, las dimensiones de las diversas características se amplían o reducen arbitrariamente para mayor claridad. En los dibujos se incluyen las siguientes figuras:The invention is better understood from the following detailed description when read in connection with the accompanying drawings, with similar elements having the same reference numerals. When a plurality of similar elements are present, a single reference numeral may be assigned to the plurality of similar elements with a lower case letter designation referring to specific elements. When referring to elements collectively or to one or more non-specific elements, the lowercase letter designation may be dropped. The letter "n" can represent a non-specific number of elements. This emphasizes that, in accordance with common practice, the various features in the drawings are not drawn to scale. Rather, the dimensions of the various features are arbitrarily enlarged or reduced for clarity. The drawings include the following figures:
La figura 1 es un diagrama de bloques que ilustra un sistema de transferencia de potencia eléctrica que incluye un servidor de agregación, equipo de vehículo eléctrico y un equipo de estación de vehículo eléctrico de acuerdo con aspectos de la presente invención;Fig. 1 is a block diagram illustrating an electric power transfer system including an aggregation server, electric vehicle equipment, and electric vehicle station equipment in accordance with aspects of the present invention;
La figura 2 es un diagrama de bloques que ilustra un equipo de vehículo eléctrico ejemplar para su uso dentro del sistema de transferencia de potencia eléctrica de la figura 1 de acuerdo con aspectos de la presente invención; La figura 2a es un diagrama de bloques que ilustra un ejemplo de equipo de vehículo eléctrico para la carga de vehículo a vehículo de acuerdo con aspectos de la presente invención;Figure 2 is a block diagram illustrating exemplary electric vehicle equipment for use within the electrical power transfer system of Figure 1 in accordance with aspects of the present invention; Figure 2a is a block diagram illustrating an example of electric vehicle equipment for vehicle-to-vehicle charging in accordance with aspects of the present invention;
La figura 3 es un diagrama de bloques que ilustra un equipo de estación eléctrica ejemplar para su uso dentro del sistema de transferencia de potencia eléctrica de la figura 1 de acuerdo con aspectos de la presente invención; La figura 4 es un diagrama de bloques que ilustra la comunicación entre un servidor de agregación ejemplar para su uso dentro del sistema de transferencia de potencia eléctrica de la figura 1 y diversas entidades de acuerdo con aspectos de la presente invención;Figure 3 is a block diagram illustrating exemplary power station equipment for use within the electrical power transfer system of Figure 1 in accordance with aspects of the present invention; Figure 4 is a block diagram illustrating communication between an exemplary aggregation server for use within the electrical power transfer system of Figure 1 and various entities in accordance with aspects of the present invention;
La figura 5 es un diagrama de flujo que representa etapas ejemplares realizadas por equipos de vehículos eléctricos de acuerdo con aspectos ejemplares de la presente invención;Figure 5 is a flowchart depicting exemplary steps performed by electric vehicle equipment in accordance with exemplary aspects of the present invention;
La figura 6 es otro diagrama de flujo que representa etapas ejemplares realizadas por equipos de vehículos eléctricos de acuerdo con aspectos ejemplares de la presente invención;Figure 6 is another flowchart depicting exemplary steps performed by electric vehicle kits in accordance with exemplary aspects of the present invention;
La figura 7 es otro diagrama de flujo que representa etapas ejemplares realizadas por equipos de vehículos eléctricos de acuerdo con aspectos ejemplares de la presente invención;Figure 7 is another flowchart depicting exemplary steps performed by electric vehicle kits in accordance with exemplary aspects of the present invention;
La figura 8 es otro diagrama de flujo que representa etapas ejemplares realizadas por equipos de vehículos eléctricos de acuerdo con aspectos ejemplares de la presente invención;Figure 8 is another flowchart depicting exemplary steps performed by electric vehicle kits in accordance with exemplary aspects of the present invention;
La figura 9 es un diagrama de flujo que representa etapas ejemplares realizadas por equipos de estaciones de vehículos eléctricos de acuerdo con aspectos ejemplares de la presente invención;Figure 9 is a flowchart depicting exemplary steps performed by electric vehicle station equipment in accordance with exemplary aspects of the present invention;
La figura 10 es otro diagrama de flujo que representa etapas ejemplares realizadas por equipos de estaciones de vehículos eléctricos de acuerdo con aspectos ejemplares de la presente invención;Figure 10 is another flowchart depicting exemplary steps performed by electric vehicle station equipment in accordance with exemplary aspects of the present invention;
La figura 11 es un diagrama de flujo que representa etapas ejemplares realizadas por un servidor de agregación de acuerdo con un aspecto de la presente invención;Figure 11 is a flowchart depicting exemplary steps performed by an aggregation server in accordance with one aspect of the present invention;
La figura 12 es otro diagrama de flujo que representa etapas ejemplares realizadas por un servidor de agregación de acuerdo con un aspecto de la presente invención; yFigure 12 is another flowchart depicting exemplary steps performed by an aggregation server in accordance with one aspect of the present invention; Y
La figura 13 es otro diagrama de flujo que representa etapas ejemplares realizadas por un servidor de agregación de acuerdo con un aspecto de la presente invención.Figure 13 is another flowchart depicting exemplary steps performed by an aggregation server in accordance with one aspect of the present invention.
Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention
La figura 1 representa un sistema de transferencia de potencia eléctrica 100 de acuerdo con una realización ejemplar de la presente invención. El sistema 100 ilustrado incluye un equipo de vehículo eléctrico (EVE) 102, un equipo de estación de vehículo eléctrico (EVSE) 104, un servidor de agregación 106 y una red eléctrica 108. Como descripción general, el EVE 102 se coloca dentro de un vehículo para conectar el vehículo al EVSE 104. El EVE 102 incluye un enlace de vehículo (VL) 103 que proporciona un enlace desde entidades externas a componentes que se encuentran normalmente en vehículos eléctricos, que se describirán con más detalle a continuación.Figure 1 depicts an electrical power transfer system 100 in accordance with an exemplary embodiment of the present invention. The illustrated system 100 includes an electric vehicle equipment (EVE) 102, an electric vehicle station equipment (EVSE) 104, an aggregation server 106, and an electrical network 108. As a general description, the EVE 102 is placed within a vehicle for connecting the vehicle to the EVSE 104. The EVE 102 includes a vehicle link (VL) 103 that provides a link from external entities to components typically found in electric vehicles, which will be described in more detail below.
Se permite que la potencia eléctrica fluya entre la red 108 y el EVE 102 del vehículo a través del EVSE 104. Un servidor de agregación 106 monitoriza los requisitos de flujo de potencia de la red y el flujo de potencia entre la red 108 y múltiples vehículos (cada vehículo incluye un EVE 102) y se comunica con la red 108 para asignar la capacidad y la demanda de suministro eléctrico de los vehículos. Sobre la base de la capacidad y de la demanda determinadas, el sistema de transferencia de potencia eléctrica 100 permite, entre otras cosas, que los vehículos se carguen durante períodos de tiempo en los que hay poca demanda en la red 108 y para suministrar potencia a la red 108 durante períodos de tiempo en los que hay una gran demanda en la red 108.Electrical power is allowed to flow between the network 108 and the vehicle's EVE 102 through the EVSE 104. An aggregation server 106 monitors the power flow requirements of the network and the power flow between the network 108 and multiple vehicles. (each vehicle includes an EVE 102) and communicates with the network 108 to allocate the capacity and demand for electrical supply of the vehicles. Based on determined capacity and demand, the electric power transfer system 100 allows, among other things, for vehicles to be charged during periods of time when there is little demand on the grid 108 and to supply power to the 108 network during periods of time when there is high demand on the 108 network.
Las líneas de conexión gruesas 110 entre el EVE 102 y el EVSE 104 (línea de conexión 110a) y entre el EVSE 104 y la red 108 (línea de conexión 110b) representan el flujo de potencia eléctrica y las líneas de conexión delgadas 112 entre el VL 103 y EVSE 104 (línea de conexión 112a), entre VL 103 y el servidor de agregación 106 (línea de conexión 112b), y entre el servidor de agregación 106 y la red 108 (línea de conexión 112c) representan el flujo de comunicación/datos. Aunque no se ilustra, se pueden emplear otras rutas de comunicación/datos para establecer comunicación con otros componentes. Por ejemplo, el VL 103 puede comunicarse con el servidor de agregación 106 indirectamente a través del EVSE 104. En este ejemplo, la comunicación directa entre el VL 103 y el servidor de agregación 106 puede omitirse y se agregaría una ruta de comunicación directa entre el EVSE 104 y el servidor de agregación 106. Un experto en la técnica entenderá otras estrategias de comunicación a partir de la descripción en el presente documento.The thick connecting lines 110 between the EVE 102 and the EVSE 104 (connecting line 110a) and between the EVSE 104 and the network 108 (connecting line 110b) represent the flow of electrical power and the thin connecting lines 112 between the VL 103 and EVSE 104 (connection line 112a), between VL 103 and aggregation server 106 (connection line 112b), and between aggregation server 106 and network 108 (connection line 112c) represent the communication flow /data. Although not illustrated, other communication/data paths may be used to establish communication with other components. For example, the VL 103 can communicate with the aggregation server 106 indirectly through the EVSE 104. In this example, the direct communication between the VL 103 and the aggregation server 106 can be omitted and a direct communication path would be added between the EVSE 104 and aggregation server 106. One skilled in the art will understand other communication strategies from the description herein.
Ahora se definirá la terminología utilizada en el presente documento.The terminology used in this document will now be defined.
La red 108 se refiere al sistema de potencia eléctrica desde la generación hasta la salida eléctrica. Esto incluye generadores, líneas de transmisión y distribución, transformadores, aparamenta y cableado en el "sitio" (por ejemplo, una casa, edificio, estacionamiento y/u otro lugar de estacionamiento desde el medidor eléctrico para ese lugar a través de paneles eléctricos hasta la salida eléctrica). Sensores, lógica computacional y comunicaciones pueden estar ubicados en una o múltiples ubicaciones dentro de la red para monitorizar las funciones asociadas con la red, y el sistema eléctrico del vehículo puede satisfacer una o múltiples funciones para la red.Network 108 refers to the electrical power system from generation to electrical output. This includes generators, transmission and distribution lines, transformers, switchgear, and on-site wiring (for example, a home, building, parking lot, and/or other parking location from the electric meter for that location through electrical panels to electrical outlet). Sensors, computational logic, and communications may be located at one or multiple locations within the network to monitor functions associated with the network, and the vehicle's electrical system may fulfill one or multiple functions for the network.
Los vehículos integrados en la red generalmente se refieren a máquinas móviles para transportar pasajeros, carga o equipos. Los vehículos integrados en la red tienen un sistema de almacenamiento de energía "a bordo" (por ejemplo, productos electroquímicos, destilados del petróleo, hidrógeno y/u otro almacenamiento) y un sistema de conexión a la red para recargar o complementar el almacenamiento a bordo (por ejemplo, una batería, condensador o volante, hidrógeno electrolizado) con potencia desde la red 108. Los vehículos integrados en la red también se pueden conectar a la red 108 para proporcionar potencia desde el almacenamiento a bordo del vehículo a la red 108.Grid-integrated vehicles generally refer to mobile machines for transporting passengers, cargo, or equipment. Grid-integrated vehicles have an "on-board" energy storage system (for example, electrochemicals, petroleum distillates, hydrogen and/or other storage) and a grid connection system to recharge or supplement onboard storage (for example, a battery, capacitor or flywheel, electrolyzed hydrogen) with power from the grid 108 On-grid vehicles can also connect to the 108 grid to provide power from vehicle on-board storage to the 108 grid.
El equipo de vehículo eléctrico (EVE) 102 se refiere generalmente al equipo ubicado en el vehículo integrado en la red para permitir la comunicación y el flujo de potencia. En una realización ejemplar, el EVE 102 recibe atributos del EVSE (descritos a continuación) y controla el flujo de potencia y los servicios desde la red hacia y desde el vehículo integrado en la red basándose, por ejemplo, en los atributos del EVSE, el estado de los vehículos, el almacenamiento a bordo, la conducción esperada, los requisitos y los deseos del conductor. El EVE 102 puede incluir un enlace de vehículo (VL) 103, también conocido como enlace inteligente de vehículo (VSL), que proporciona una interfaz entre el EVSE 104 y el sistema de gestión de vehículos del vehículo integrado en la red (VMS), que generalmente controla la electricidad y sistemas electrónicos en el vehículo integrado en la red mientras no está en uso (por ejemplo, mientras está estacionado en un garaje).Electric vehicle equipment (EVE) 102 generally refers to equipment located in the vehicle integrated into the network to enable communication and power flow. In an exemplary embodiment, EVE 102 receives EVSE attributes (described below) and controls the flow of power and services from the network to and from the network-integrated vehicle based on, for example, EVSE attributes, the vehicle condition, on-board storage, expected driving, driver requirements and wishes. The EVE 102 may include a Vehicle Link (VL) 103, also known as a Vehicle Intelligent Link (VSL), which provides an interface between the EVSE 104 and the vehicle's on-network vehicle management system (VMS), which generally controls the electricity and electronic systems in the on-grid vehicle while it is not in use (for example, while parked in a garage).
Los atributos del EVE generalmente se refieren a información que describe el vehículo integrado en la red que puede transmitirse al EVSE 104 al que está conectado el vehículo, al servidor de agregación 106 o a otro vehículo integrado en la red. Estos pueden incluir: (1) una identificación única de vehículo integrada en la red, (2) facturación permitida y otras relaciones comerciales, (3) autorizaciones de este vehículo, tal como la certificación IEEE 949 para anti-isla, y (4) capacidades técnicas del vehículo, incluyendo salida de potencia máxima, si puede producir potencia independientemente de la potencia de la red ("modo de potencia de emergencia"), y otros.EVE attributes generally refer to information describing the networked vehicle that may be transmitted to the EVSE 104 to which the vehicle is connected, to the aggregation server 106, or to another networked vehicle. These may include: (1) a unique network-integrated vehicle identification, (2) permitted billing and other business relationships, (3) authorizations of this vehicle, such as IEEE 949 certification for anti-islanding, and (4) technical capabilities of the vehicle, including maximum power output, whether it can produce power independent of grid power ("emergency power mode"), and others.
El equipo de la estación de vehículos eléctricos (EVSE) 104 se refiere generalmente al equipo para interconectar el EVE 102 con la red 108. El EVSE 104 puede estar ubicado, por ejemplo, en un edificio o garaje de estacionamiento, cerca de una calle o junto a un espacio de estacionamiento de vehículos de motor. El EVE 102 dentro de un vehículo integrado en la red con almacenamiento a bordo y suministro de potencia y conexiones de información se puede conectar al EVSE 104. El EVSE 104 almacena atributos del EVSE y puede transmitir los atributos al EVE 102 del vehículo integrado en la red u otros dispositivos.Electric vehicle station equipment (EVSE) 104 generally refers to equipment for interconnecting the EVE 102 with the network 108. The EVSE 104 may be located, for example, in a building or parking garage, near a street or next to a motor vehicle parking space. The EVE 102 within a network-integrated vehicle with on-board storage and power supply and information connections can be connected to the EVSE 104. The EVSE 104 stores attributes of the EVSE and can transmit the attributes to the EVE 102 of the network-integrated vehicle. network or other devices.
Los atributos del EVSE son información relacionada con el EVSE, tal como su estado, ubicación y otra información. Los atributos del EVSE generalmente se refieren a información relacionada con el EVSE 104 que se transmite al EVE 102 del vehículo integrado en la red. Esto puede incluir: (1) características de las capacidades físicas del EVSE; (2) permisos legales y administrativos; (3) restricciones legales y administrativas; (4) una identificación de EVSE única; (5) facturación permitida y otras relaciones comerciales (en las que participan el EVSE y vehículos integrados en la red); (6) servicios de red que pueden estar autorizados (permitidos) en esta ubicación del EVSE 104 en particular y/u otras.EVSE attributes are information related to the EVSE, such as its status, location, and other information. The EVSE attributes generally refer to information related to the EVSE 104 that is transmitted to the EVE 102 of the network integrated vehicle. This may include: (1) characteristics of the physical capabilities of the EVSE; (2) legal and administrative permits; (3) legal and administrative restrictions; (4) a unique EVSE ID; (5) permitted billing and other business relationships (involving EVSE and on-network vehicles); (6) network services that may be authorized (permitted) at this particular EVSE 104 location and/or others.
El proveedor de carga eléctrica generalmente se refiere a una entidad de gestión que gestiona el EVSE 104. En una realización, un EVSE 104 puede no tener ningún proveedor de carga eléctrica. Por ejemplo, un EVSE 104 en el garaje de una casa, que se usa para cargar el vehículo del propietario de la casa con el mismo suministro de electricidad que usan otros electrodomésticos en la casa. En otras realizaciones, un proveedor de carga eléctrica puede tener comunicación en tiempo real o comunicación retrasada con el EVSE 104, puede proporcionar autorización en tiempo real para cargar un vehículo integrado en la red conectado a la red y puede requerir el pago de la carga.Electric load provider generally refers to a management entity that manages the EVSE 104. In one embodiment, an EVSE 104 may not have any electric load provider. For example, an EVSE 104 in a home garage, used to charge the homeowner's vehicle with the same electricity supply used by other appliances in the home. In other embodiments, an electric charging provider may have real-time or delayed communication with the EVSE 104, may provide real-time authorization to charge a grid-connected on-grid vehicle, and may require payment for the charge.
El operador de estacionamiento generalmente se refiere a una compañía u organización que controla un espacio donde se puede estacionar un vehículo, por ejemplo, con uno o más EVSE 104 adyacentes. El operador del estacionamiento puede cobrar por el uso de ese espacio, requerir identificación antes de estacionar y/o puede canjear el uso del espacio a cambio del uso del EVSE 104.Parking operator generally refers to a company or organization that controls a space where a vehicle can be parked, for example, with one or more adjacent EVSE 104s. The parking operator may charge for the use of that space, require identification before parking and/or may exchange the use of the space in exchange for the use of the EVSE 104.
El servidor de agregación 106 se refiere al software, hardware y procedimientos de gestión que se comunican con los vehículos integrados en la red desde el EVE 102 directamente y/o mediante el EVSE 104, emiten solicitudes a esos vehículos para la carga, descarga y otras funciones de la red, y ofrecen servicios de red a un operador de red, empresa de distribución, servidor(es) de agregación de nivel superior, generador u otra entidad eléctrica. El servidor de agregación 106 también puede recibir informes sobre servicios de red y carga desde el EVE 102 y/o desde el EVSE 104. Un agregador es una entidad comercial que gestiona el servidor de agregación 106. El servidor de agregación 106 puede gestionar (controlar) el flujo de potencia hacia/desde vehículos integrados en la red conectados a la red 108 para agregar y vender potencia a los operadores de la red (por ejemplo, megavatios de potencia (MW)). El servidor de agregación 106 también puede gestionar información para otras entidades, incluyendo proveedores de carga eléctrica, empresas de distribución locales y otros.The aggregation server 106 refers to the management software, hardware, and procedures that communicate with the vehicles integrated into the network from the EVE 102 directly and/or through the EVSE 104, issue requests to those vehicles for uploading, downloading, and other network functions, and provide network services to a network operator, distribution company, higher-level aggregation server(s), generator, or other electrical entity. Aggregation server 106 may also receive reports on network services and load from EVE 102 and/or EVSE 104. An aggregator is a business entity that manages aggregation server 106. Aggregation server 106 may manage (control ) the flow of power to/from grid-connected vehicles 108 to aggregate and sell power to grid operators (eg, megawatts of power (MW)). Aggregation server 106 may also manage information for other entities, including electric charge providers, local distribution companies, and others.
Los operadores de red pueden incluir, por ejemplo: (1) un operador del sistema de distribución (DSO); (2) un operador del sistema de transmisión (TSO) o un operador del sistema independiente (ISO); (3) un generador; (4) un productor de potencia independiente (IPP); y/o (5) un operador de energía renovable.Network operators may include, for example: (1) a distribution system operator (DSO); (2) a transmission system operator (TSO) or an independent system operator (ISO); (3) a generator; (4) an independent power producer (IPP); and/or (5) a renewable energy operator.
Los servicios de red generalmente se refieren a servicios proporcionados entre el vehículo integrado en la red y la red 108, con potencia fluyendo a través del EVSE 104. Los servicios de red pueden incluir: (1) servicios de construcción locales, tal como potencia de emergencia; (2) servicios del sistema de distribución tales como: (i) proporcionar potencia reactiva, (ii) extraer el consumo fuera del pico, (iii) equilibrar la carga en un sistema trifásico, (iv) proporcionar respuesta a la demanda, (v) proporcionar apoyo de distribución (por ejemplo, aplazando el consumo o liberando energía cuando el sistema de distribución está llegando a un límite, o mediante la monitorización de condiciones, tal como la temperatura del transformador, para reducir la potencia a través de ese transformador); y (3) soporte del sistema de transmisión y generación tal como: (i) proporcionar regulación de frecuencia, (ii) proporcionar ajustes entre horas, (iii) proporcionar reservas de rotación; y/o (4) apoyo de energía renovable tal como (i) proporcionar equilibrio eólico, (ii) proporcionar reducción de la tasa de rampa, (iii) proporcionar un cambio de energía desde el pico solar al pico de carga, (iv) absorber viento o potencia solar potencia cuando excede la carga, entre muchas otras. Por ejemplo, los servicios de red pueden incluir la carga en horas de poca actividad, regular la calidad de la potencia de la red, producir potencia de forma rápida y suficiente para evitar fallos o apagones de la red, y nivelar la generación de fuentes de energía renovables fluctuantes tales como fuentes eólicas y solares.Network services generally refer to services provided between the vehicle on the network and the network 108, with power flowing through the EVSE 104. Network services may include: (1) local building services, such as emergency power; (2) distribution system services such as: (i) providing reactive power, (ii) extracting off-peak consumption, (iii) balancing the load on a three-phase system, (iv) providing demand response, (v ) provide distribution support (for example, deferring consumption or releasing power when the distribution system is reaching a limit, or by monitoring conditions, such as transformer temperature, to reduce power through that transformer) ; and (3) support of the transmission and generation system such as: (i) providing frequency regulation, (ii) providing adjustments between hours, (iii) providing rotation reserves; and/or (4) renewable energy support such as (i) providing wind balancing, (ii) providing ramp rate reduction, (iii) providing a power shift from peak solar to peak load, (iv) absorb wind or solar power when load exceeds, among many others. For example, grid services may include charging at off-peak hours, regulating grid power quality, producing power quickly and enough to prevent grid failures or blackouts, and smoothing generation from power sources. fluctuating renewable energy such as wind and solar sources.
La ubicación de la red generalmente se refiere a la ubicación del sistema eléctrico donde está conectado el EVSE 104. Esta puede ser una ubicación jerárquica (por ejemplo, posición eléctrica) en el sistema eléctrico y puede no corresponder a una ubicación física. En una realización ejemplar de la invención, la ubicación de la red se puede definir en base a uno o más de: (1) el circuito del edificio al que el EVSE 104 está conectado y fusionado; (2) la estación de servicio y el medidor al que está conectado el EVSE 104; (3) el transformador de distribución al que está conectado el EVSE 104; (4) el alimentador de distribución del EVSE; (4) la subestación del EVSE; (5) el nodo de transmisión del EVSE; (6) la empresa de distribución local del EVSE; (7) el operador del sistema de transmisión del EVSE; (8) la subregión del EVSE; y (9) la región del EVSE, ISO o TSO. Debido a la conmutación del circuito de distribución (por ejemplo, reconfiguración), las posiciones intermedias en la estructura jerárquica pueden cambiar dinámicamente, de modo que la ubicación de la red del EVSE, por ejemplo, puede moverse dinámicamente desde un alimentador de distribución a otro a medida que los interruptores de distribución se abren y cierran, aunque la ubicación física del EVSE no cambia.Network location generally refers to the location in the electrical system where the EVSE 104 is connected. This may be a hierarchical location (eg electrical position) in the electrical system and may not correspond to a physical location. In an exemplary embodiment of the invention, the network location may be defined based on one or more of: (1) the building circuit to which the EVSE 104 is connected and fused; (2) the service station and meter to which the EVSE 104 is connected; (3) the distribution transformer to which the EVSE 104 is connected; (4) the EVSE distribution feeder; (4) the EVSE substation; (5) the EVSE transmission node; (6) the local EVSE distribution company; (7) the operator of the EVSE transmission system; (8) the EVSE subregion; and (9) the EVSE, ISO or TSO region. Due to distribution circuit switching (e.g. reconfiguration), intermediate positions in the hierarchical structure can change dynamically, so that the EVSE network location, for example, can move dynamically from one distribution feeder to another as distribution switches open and close, although the physical location of the EVSE does not change.
La figura 2 representa un EVE 102 ejemplar para su uso en un vehículo integrado en la red y la figura 3 representa un EVSE 104 ejemplar al que se puede conectar el EVE 102. El EVE 102 incluye un conector 250 y el EVSE 104 incluye un conector 350 correspondiente para acoplarse con el conector 250. En varias realizaciones ejemplares, podría haber un cable unido al EVSE 104 con el conector 350 en el extremo del cable, o podría proporcionarse un cable separado para conectar desde el conector del EVSE 350 al conector del EVE 250.Figure 2 depicts an exemplary EVE 102 for use in a networked vehicle and Figure 3 depicts an exemplary EVSE 104 to which the EVE 102 may be connected. The EVE 102 includes a connector 250 and the EVSE 104 includes a connector 350 to mate with connector 250. In various exemplary embodiments, there could be a cable attached to the EVSE 104 with connector 350 at the end of the cable, or a separate cable could be provided to connect from the EVSE 350 connector to the EVE connector. 250.
Refiriéndose a la figura 2, el EVE 102 incluye un VL 103, una batería 202, un módulo de electrónica de potencia (PEM) 204, un sistema de gestión de vehículos (VMS) 206 y una entrada de acoplamiento de vehículo 250. El VL 103 incluye un microordenador 210, una memoria 212 y un módulo de comando 214. El VL 103 puede configurarse para comunicarse, determinar las prestaciones de los servicios de la red y controlar dichas prestaciones.Referring to Figure 2, EVE 102 includes a VL 103, a battery 202, a power electronics module (PEM) 204, a vehicle management system (VMS) 206, and a vehicle docking input 250. The VL 103 includes a microcomputer 210, a memory 212, and a command module 214. The VL 103 can be configured to communicate, determine the features of network services, and control those features.
En una realización ejemplar, el PEM 204, el VMS 206 y la batería 202 son componentes típicos que se encuentran en un vehículo eléctrico convencional y el VL 103 se incorpora de acuerdo con la presente invención para permitir que dicho vehículo reciba/proporcione servicios de red. El VMS 206 controla directamente la gestión de la batería, la carga y posiblemente las funciones de conducción bajo la dirección del VL 103, además de los controles del VMS 206 mediante otros controles del vehículo. La funcionalidad del VMS 206 puede integrarse en otros dispositivos, tal como el PEM 204, o puede ser realizada por uno o más dispositivos.In an exemplary embodiment, the PEM 204, VMS 206, and battery 202 are typical components found in a conventional electric vehicle and the VL 103 is incorporated in accordance with the present invention to enable such a vehicle to receive/provide network services. . The VMS 206 directly controls battery management, charging and possibly driving functions under the direction of the VL 103, in addition to the VMS 206 controls via other vehicle controls. The functionality of the VMS 206 may be integrated into other devices, such as the PEM 204, or may be performed by one or more devices.
El VL 103 puede integrarse en un vehículo integrado en la red durante la fabricación o añadirse (modernizarse) a un vehículo después de la fabricación. Aunque se muestra como un solo dispositivo, el VL 103 puede ser dos o más dispositivos en ubicaciones separadas en un vehículo integrado en la red. En algunas realizaciones ejemplares, algunas funciones del VL 103 pueden ser proporcionadas por otros dispositivos y el VL 103 puede construirse solo con la funcionalidad adicional (no proporcionada ya en los otros dispositivos por el fabricante de automóviles original). Alternativamente, puede ser un sistema de software para realizar funciones implementadas usando el(los) ordenador(es) del vehículo existentes, por ejemplo, dentro del VMS 206 y/o el PEM 204. Un dispositivo adecuado que incluye componentes que pueden adaptarse para funcionar como el microordenador 210, la memoria 212 y el módulo de comando 214 de acuerdo con la presente invención es el Mini-ITX fabricado por Logic Supply de South Burlington, VT.The VL 103 can be integrated into a networked vehicle during manufacturing or added (upgraded) to a vehicle after manufacturing. Although displayed as a single device, the VL 103 can be two or more devices in separate locations on a networked vehicle. In some exemplary embodiments, some functions of the VL 103 may be provided by other devices and the VL 103 may be built with only the additional functionality (not already provided in the other devices by the original automobile manufacturer). Alternatively, it may be a software system to perform functions implemented using the existing vehicle computer(s), for example, within the VMS 206 and/or the PEM 204. A suitable device including components that can be adapted to function like microcomputer 210, memory 212 and command module 214 according to the present invention is Mini-ITX manufactured by Logic Supply of South Burlington, VT.
El módulo de comando 214 controla el PEM 204 directamente (no mostrado) o a través del VMS 206 (y/o controla un sistema de gestión de batería separado) para cargar, descargar y/o proporcionar potencia reactiva, a niveles de potencia variables y factores de potencia variables.Command module 214 controls PEM 204 directly (not shown) or through VMS 206 (and/or controls a separate battery management system) to charge, discharge, and/or provide reactive power, at varying power levels and factors. variable power.
El microordenador 210 está configurado y programado para proporcionar la siguiente funcionalidad: (1) comunicación bidireccional con el EVSE 104; (2) procesar los atributos del EVSE recibidos desde el EVSE 104; (3) ejecutar la instrucción almacenada en la memoria 212: (a) modelar de manera predictiva el uso del EVE 102 y realizar un seguimiento de las interacciones con el conductor del vehículo integrado en la red; (b) evaluar las condiciones de la red, la batería y el vehículo, y (c) determinar si y cuándo ordenar al EVE 102 que absorba o proporcione potencia real o potencia reactiva. El microordenador 210 puede incluir un puerto de programación/comunicaciones 211 para la comunicación con una pantalla, pantalla táctil o dispositivo de programación (no mostrado) para programar el VL 103.The microcomputer 210 is configured and programmed to provide the following functionality: (1) two-way communication with the EVSE 104; (2) process the EVSE attributes received from the EVSE 104; (3) execute the instruction stored in memory 212: (a) predictively model EVE 102 usage and track interactions with the driver of the networked vehicle; (b) assess network, battery, and vehicle conditions, and (c) determine if and when to order EVE 102 to absorb or provide real power or reactive power. The microcomputer 210 may include a programming/communications port 211 for communication with a display, touch screen, or programming device (not shown) for programming the VL 103.
El VL 103 almacena atributos del vehículo integrados en la red ("atributos del EVE") en la memoria 212, y puede transmitir estos atributos a la memoria del EVSE 306 (descrita a continuación con referencia a la figura 3) o a la memoria del EVE 212 en otro vehículo conectado. Los atributos del vehículo incluyen, por ejemplo: (1) una identificación única del vehículo integrado en la red, (2) facturación permitida y otras relaciones comerciales, tal como números de cuenta válidos o códigos de autorización para la compra de electricidad y tiempo de estacionamiento, (3) autorizaciones y certificaciones de cumplimiento de códigos de este vehículo, tal como Certificación IEEE 949 para anti-isla, y (4) capacidades técnicas del vehículo, incluyendo la potencia máxima de salida, si puede producir potencia independientemente de la red eléctrica ("modo de potencia de emergencia"), y otros, (5) si está aprobado para el envío por un servidor de agregación, (6) garantía (o no) de neutro cuando la potencia es proporcionada por un vehículo, y (7) cualquier cuenta y autorización a acreditar por los servicios de red. Los atributos del EVE pueden ser estáticos, tal como la identificación única del vehículo, o dinámicos, tal como el estado de carga de la batería, o si el vehículo integrado en la red funciona actualmente como servidor de agregación local para otros vehículos conectados localmente.The VL 103 stores network-embedded vehicle attributes ("EVE attributes") in memory 212, and may transmit these attributes to the EVSE 306 memory (described below with reference to Figure 3) or to the EVE memory 212 in another connected vehicle. Vehicle attributes include, for example: (1) a unique vehicle identification integrated into the network, (2) permitted billing and other business relationships, such as valid account numbers or authorization codes for purchasing electricity and driving time. parking, (3) authorizations and code compliance certifications of this vehicle, such as IEEE 949 Certification for anti-islanding, and (4) technical capabilities of the vehicle, including maximum power output, if it can produce power independent of the grid electrical ("emergency power mode"), and others, (5) if approved for shipment by an aggregation server, (6) guaranteed (or not) of neutral when power is provided by a vehicle, and ( 7) any account and authorization to be credited for network services. EVE attributes can be static, such as the vehicle's unique identification, or dynamic, such as battery charge status, or whether the on-network vehicle currently functions as a local aggregation server for other locally connected vehicles.
El VL 103 puede controlar la carga y la descarga de la batería 202 a través del VMS 206 y/o puede controlar la provisión de otros servicios de red. Más particularmente, el VL 103 puede: (1) comunicarse, por ejemplo, con un EVSE 104 montado en una pared o en un bordillo; (2) recibir atributos del EVSE desde el EVSE 104; (3) evaluar los atributos del EVSE para configurar y controlar la carga de la batería, el pago de la electricidad u otros servicios de la red, (4) recibir información desde la batería 202, el PEM 204, el VMS 206, el sensor de corriente a bordo 220, la configuración del tablero y otros sistemas del vehículo, ya sea a través del VMS 206 o mediante otras comunicaciones del vehículo a bordo, tal como bus CAN, o directamente a través de la entrada del conductor, o mediante otras comunicaciones o entradas del vehículo; (5) enviar comandos relacionados con la carga, descarga, potencia reactiva y otra potencia eléctrica relacionada con la red al vehículo; y (6) enviar comandos a otros sistemas del vehículo con respecto al calentamiento o enfriamiento del compartimiento de pasajeros, de las baterías y cualquier otra acción de otros sistemas del vehículo.The VL 103 may control the charging and discharging of the battery 202 through the VMS 206 and/or may control the provision of other network services. More particularly, the VL 103 can: (1) communicate, for example, with an EVSE 104 mounted on a wall or curb; (2) receiving EVSE attributes from the EVSE 104; (3) evaluate the attributes of the EVSE to configure and control battery charging, electricity payment or other network services, (4) receive information from the battery 202, the PEM 204, the VMS 206, the sensor on-board power supply 220, dash settings, and other vehicle systems, either through VMS 206 or through other on-board vehicle communications, such as CAN bus, or directly through driver input, or through other communications or vehicle entrances; (5) send charging, discharging, reactive power, and other grid-related electrical power commands to the vehicle; and (6) send commands to other vehicle systems regarding heating or cooling of the passenger compartment, batteries, and any other actions of other vehicle systems.
Refiriéndose a la figura 3, el EVSE 104 incluye un contactor 302, un microprocesador 304, una memoria 306, un sensor de interrupción de fallo a tierra (GFI) 308, un sensor de medición de corriente 310 y un conector de acoplamiento del vehículo 350. La memoria 306 puede incorporarse en el microprocesador 304 o mantenerse como un componente separado. Opcionalmente, el EVSE 104 puede incluir un microordenador 320, enrutador u otro dispositivo para procesar señales de paquetes conmutados, comunicarse con redes externas y ejecutar programas, con WAN o conexión de enrutador 322 y conexiones de sensor de detección de condición local 324. Un experto en la materia comprenderá contactores, microprocesadores, memoria, procesamiento GFI y sensores adecuados a partir de la descripción en el presente documento.Referring to Figure 3, the EVSE 104 includes a contactor 302, a microprocessor 304, a memory 306, a ground fault interrupt (GFI) sensor 308, a current measurement sensor 310, and a vehicle docking connector 350. The memory 306 may be incorporated into the microprocessor 304 or maintained as a separate component. Optionally, the EVSE 104 may include a microcomputer 320, router, or other device for processing packet-switched signals, communicating with external networks, and executing programs, with WAN or router connection 322 and local condition detection sensor connections 324. An expert in the art shall comprise suitable contactors, microprocessors, memory, GFI processing, and sensors from the disclosure herein.
El EVSE 104 puede configurarse para su implementación en un garaje, estacionamiento público, acera u otra ubicación para estacionamiento de automóviles. El EVSE 104 puede proporcionar: (1) una conexión eléctrica desde un EVE de vehículo integrado en la red 102 a la red eléctrica 108; (2) atributos del EVSE y (3) un mecanismo para facturar/acreditar servicios de red.The EVSE 104 can be configured for deployment in a garage, public parking lot, sidewalk, or other car parking location. The EVSE 104 can provide: (1) an electrical connection from a network-integrated vehicle EVE 102 to the electrical network 108; (2) EVSE attributes and (3) a mechanism for billing/crediting network services.
El EVSE 104 mantiene atributos asociados con el EVSE 104, tal como su estado, ubicación de la red y otra información para que la utilice el vehículo integrado en la red a través del VL 103 para controlar el flujo de potencia y proporcionar valiosos servicios de red. En una realización ejemplar, el microprocesador 304 almacena los atributos del EVSE en la memoria 306 y recupera selectivamente los atributos del EVSE desde la memoria 306 para entregarlos al VL 103. Los atributos del EVSE pueden incluir atributos estáticos y dinámicos. Los atributos estáticos pueden incluir: información de ubicación de la red; modelo de negocio de cobro tales como provisiones para pago o crédito por energía eléctrica y servicios eléctricos, compensación por ocupar el espacio físico de estacionamiento, y otra información; identificación (ID) única del EVSE; límite de flujo hacia adelante; límite de flujo inverso; indicador de potencia de emergencia; y/o código de bus CAN autorizado. Los atributos dinámicos pueden incluir estado de desconexión, estado de potencia de la red, identificador del vehículo, sobrecarga del transformador, interruptor de circuito abierto/cerrado, cargas del edificio, autorizaciones de cuenta, capacidades del vehículo y autorizaciones del vehículo.The EVSE 104 maintains attributes associated with the EVSE 104, such as its status, network location, and other information for use by the network-integrated vehicle through the VL 103 to control power flow and provide valuable network services. . In an exemplary embodiment, microprocessor 304 stores EVSE attributes in memory 306 and selectively retrieves EVSE attributes from memory 306 for delivery to VL 103. EVSE attributes may include static and dynamic attributes. Static attributes may include: network location information; collection business model such as provisions for payment or credit for electric power and electric services, compensation for occupying the physical parking space, and other information; unique identification (ID) of the EVSE; forward flow limit; reverse flow limit; emergency power indicator; and/or authorized CAN bus code. Dynamic attributes may include disconnect status, grid power status, vehicle identifier, transformer overload, circuit breaker open/closed, building loads, account authorizations, vehicle capacities, and vehicle authorizations.
El microprocesador 304 incluye un puerto de programación/comunicación 305, por ejemplo, para descargar información estática durante la instalación del EVSE 104, con respecto al edificio, electricidad, circuito, autorizaciones de seguridad, empresa de distribución, cuenta del medidor y otra información. Es posible que parte de esta información solo esté autorizada por electricistas o inspectores eléctricos del DSO. La información estática puede incluir: (1) información de ubicación de la red que indica la ubicación del EVSE 104 dentro de la red; (2) un modelo de negocio de carga que indique si la carga de un vehículo es gratuita, se va a cobrar u otras opciones descritas anteriormente; (3) una identificación de EVSE única; (4) si la conexión a Internet desde el edificio o la ubicación del EVSE tiene una dirección IP fija y, de ser así, cuál es el número de IP o una IP dinámica asignada por DHCP u otro protocolo de Internet; (5) un límite de flujo hacia adelante que indica el flujo máximo permitido de potencia hacia el EVE 102 de un vehículo integrado en la red desde el EVSE 104; (6) un límite de flujo inverso que indica el flujo máximo permitido de potencia en el EVSE 104 desde el EVE 102 de un vehículo integrado en la red; (7) un indicador de potencia de emergencia que indica si el EVE 102 de un vehículo integrado en la red 204 al EVSE 104 puede suministrar potencia de emergencia (la configuración de información estática del indicador de potencia de emergencia puede requerir que un inspector verifique que se haya instalado un interruptor de aislamiento en la ubicación); (8) un indicador de bus CAN autorizado que indica si un protocolo de bus CAN puede extenderse al EVSE 104.Microprocessor 304 includes a programming/communication port 305, for example, for downloading static information during installation of EVSE 104, regarding building, electrical, circuit, security clearances, distribution company, meter account, and other information. Some of this information may only be authorized by DSO electricians or electrical inspectors. The static information may include: (1) network location information indicating the location of the EVSE 104 within the network; (2) a charging business model that indicates whether charging a vehicle is free, to be charged, or other options described above; (3) a unique EVSE ID; (4) whether the Internet connection from the building or EVSE location has a fixed IP address and, if so, what is the IP number or a dynamic IP assigned by DHCP or another Internet protocol; (5) A forward flow limit indicating the maximum allowable flow of power to the EVE 102 of a network integrated vehicle from the EVSE 104; (6) a reverse flow limit indicating the maximum allowed flow of power into the EVSE 104 from the EVE 102 of an on-grid vehicle; (7) an emergency power indicator that indicates whether the EVE 102 of a vehicle integrated into the network 204 to the EVSE 104 can supply emergency power (the static information setting of the emergency power indicator may require an inspector to verify that an isolating switch has been installed at the location); (8) A CAN bus authorized flag indicating whether a CAN bus protocol can be extended to the EVSE 104.
La conexión bus CAN puede autorizarse desde el EVSE 104 a través del bus CAN del vehículo (si corresponde). El EVSE 104 puede estar autorizado para tener acceso completo al bus CAN del vehículo según el número de serie o el número de modelo de EVSE con o sin una clave encriptada. Si esta autorización no es aprobada por el EVE 102 de un vehículo integrado en la red, el vehículo integrado en la red puede proporcionar una comunicación de bus CAN aislada solo entre el EVSE 104 y el VL 103 y no a todo el bus CAN del vehículo.The CAN bus connection can be authorized from the EVSE 104 via the vehicle's CAN bus (if applicable). The EVSE 104 can be authorized to have full access to the vehicle's CAN bus based on the EVSE serial number or model number with or without an encrypted key. If this authorization is not approved by the EVE 102 of an on-network vehicle, the on-network vehicle may provide isolated CAN bus communication only between the EVSE 104 and VL 103 and not to the entire CAN bus of the vehicle .
El microprocesador del EVSE 304 o el microordenador del EVSE 320 opcional pueden recibir información dinámica, por ejemplo, a través del puerto 322 con respecto a: (1) el estado actual de un interruptor de desconexión que da servicio al EVSE 104 (por ejemplo, si está actualmente conectado o desconectado); (2) si la red está actualmente encendida; y (3) el identificador de vehículo del vehículo integrado en la red conectado. Esta información dinámica puede transmitirse desde diferentes equipos/sensores de red. Por ejemplo, el EVSE 104 puede incluir un sensor de tensión para monitorizar si la red está encendida. Se puede usar una señal del interruptor de desconexión para monitorizar su estado (por ejemplo, abierto o cerrado). El VL 103 puede suministrar el identificador del vehículo a la memoria 306 a través de clavijas 250d/350d, el puerto de comunicación de entrada/salida 312 y el microprocesador 304. La información dinámica se puede transmitir repetidamente a intervalos predeterminados (por ejemplo, de cada segundo a una vez por minuto).The EVSE 304 microprocessor or optional EVSE 320 microcomputer can receive dynamic information, for example, via port 322 regarding: (1) the current state of a disconnect switch serving the EVSE 104 (for example, whether you are currently online or offline); (2) whether the network is currently on; and (3) the vehicle identifier of the connected network-integrated vehicle. This dynamic information can be transmitted from different network equipment/sensors. For example, the EVSE 104 can include a voltage sensor to monitor if the grid is on. A signal from the disconnect switch can be used to monitor its status (for example, open or closed). The VL 103 can supply the vehicle identifier to memory 306 through pins 250d/350d, input/output communication port 312 and microprocessor 304. Dynamic information can be repeatedly transmitted at predetermined intervals (eg, from every second to once a minute).
En determinadas realizaciones ejemplares, los atributos del EVSE almacenados en la memoria 306 pueden incluir información adicional utilizada para el control de los servicios de red. Por ejemplo, la memoria 306 puede almacenar: (1) un número de serie único para el EVSE 104; (2) un número de serie del medidor eléctrico del edificio; y/o (3) una cuenta de construcción.In certain exemplary embodiments, the EVSE attributes stored in memory 306 may include additional information used for control of network services. For example, memory 306 may store: (1) a unique serial number for EVSE 104; (2) a serial number of the building's electric meter; and/or (3) a construction account.
En varias realizaciones ejemplares, el indicador de potencia de emergencia puede indicar que la potencia de emergencia: (1) nunca podrá ser autorizada; (2) siempre puede ser autorizada; o (3) puede ser autorizada en base a ciertas condiciones, tal como si el EVE 102 del vehículo integrado en la red cumple con IEEE 929. El EVSE 104 puede incluir al menos un contactor y un transformador (no mostrado) para hacer coincidir la producción de potencia del EVE con las cargas del edificio cuando es activado por el EVSE para potencia de emergencia producida por el EVE.In various exemplary embodiments, the emergency power indicator may indicate that emergency power: (1) can never be authorized; (2) can always be authorized; or (3) it may be authorized based on certain conditions, such as whether the vehicle's EVE 102 integrated into the network complies with IEEE 929. The EVSE 104 may include at least one contactor and transformer (not shown) to match the EVE power production with building loads when activated by the EVSE for emergency power produced by the EVE.
En ciertas realizaciones ejemplares, los límites de flujo directo e inverso pueden ser una clasificación dinámica suministrada por sensores de edificios, elementos de red inteligente tal como detectores de sobrecorriente de transformadores o por el DSO a través del microprocesador 320. En tales casos, la clasificación dinámica puede anular cualquier información estática almacenada en la memoria 306 y también puede anular los amperios máximos individuales señalados por un piloto de control SAE J1772. La información dinámica desde el DSO 230 podría ser parte de las estrategias activas de reparación y los procedimientos de gestión del DSO, por ejemplo, limitar o aumentar la potencia de manera consistente con las cargas del circuito, retroalimentación para aliviar la sobrecarga del circuito o proporcionar potencia de emergencia en momentos consistentes con la apertura, el cierre, y la reparación de líneas de distribución.In certain exemplary embodiments, the forward and reverse flux limits may be a dynamic rating provided by building sensors, smart network elements such as transformer overcurrent detectors, or by the DSO via microprocessor 320. In such cases, the rating Dynamics can override any static information stored in memory 306 and can also override individual maximum amps signaled by an SAE J1772 control light. Dynamic information from the DSO 230 could be part of active repair strategies and DSO management procedures, for example, limit or increase power consistent with circuit loads, feedback to relieve circuit overload, or provide emergency power at times consistent with the opening, closing, and repair of distribution lines.
Un solo contactor 302, diseñado para monofásico, se muestra en el EVSE. Un experto en la materia verá cómo este diseño se adapta a un sistema trifásico simple añadiendo polos adicionales al contactor 302 y cables adicionales. Además, se contempla que se puedan usar contactores adicionales, o se puede usar un contactor con polos o tiros adicionales, de manera que el vehículo integrado en la red pueda conectarse entre cualquier fase de un sistema de red multifase. En tal disposición, un DSO puede proporcionar información almacenada en la memoria 306 para indicar conexiones de fase. Dicha información puede ser actualizada periódicamente por el DSO al EVSE 104 utilizando el puerto de programación/comunicaciones 305.A single 302 contactor, designed for single phase, is shown in the EVSE. One skilled in the art will see how this design can be adapted to a simple three phase system by adding additional poles to contactor 302 and additional cables. Furthermore, it is contemplated that additional contactors may be used, or a contactor with additional poles or throws may be used, so that the on-grid vehicle may be connected between any phase of a multi-phase grid system. In such an arrangement, a DSO may provide information stored in memory 306 to indicate phase connections. Such information can be periodically updated by the DSO to the EVSE 104 using the programming/communications port 305.
En algunas realizaciones ejemplares, el EVSE 104 puede controlar el envío de potencia sin ninguna autorización desde el proveedor de carga eléctrica o desde el servidor de agregación 106.In some exemplary embodiments, the EVSE 104 may control power forwarding without any authorization from the electric load provider or from the aggregation server 106.
En algunas realizaciones ejemplares, se puede proporcionar un mecanismo de facturación de modo que la facturación se cargue o acredite a una cuenta financiera por servicios de red y estacionamiento y se pueda tabular en el momento de la salida y facturar a esa cuenta sin cargos separados. Alternativamente, es posible que no exista un mecanismo de facturación si el vehículo integrado en la red proporciona servicio de red (los servicios de estacionamiento y de red pueden compensarse entre sí) o si se permite la carga gratuita (como en la propia residencia de los propietarios del vehículo).In some exemplary embodiments, a billing mechanism may be provided such that billing is debited or credited to a financial account for parking and network services and can be tabulated at checkout and billed to that account without separate charges. Alternatively, there may be no billing mechanism if the on-network vehicle provides network service (parking and network services may offset each other) or if free charging is allowed (such as at the drivers' own residence). vehicle owners).
En otras realizaciones ejemplares, el EVE 102 de un vehículo integrado en la red puede proporcionar un número de cuenta válido para recibir energía. Si no se proporciona un número de cuenta válido, el EVSE no se activará y/o se puede incurrir en una infracción de estacionamiento. En tales casos, se puede incluir un lector de tarjetas o un lector de billetes y monedas en el EVSE para autorizar el pago o abono a una cuenta financiera o para prepago. Es posible que se requiera la autorización del proveedor de carga eléctrica para cuentas de crédito. Cuando se agota el prepago, el EVSE 104 puede desactivarse y/o puede activarse un indicador de infracción de estacionamiento.In other exemplary embodiments, the EVE 102 of a network integrated vehicle may provide a number of valid account to receive energy. Failure to provide a valid account number will result in EVSE not being activated and/or a parking violation may be incurred. In such cases, a card reader or coin and note reader can be included in the EVSE to authorize payment or credit to a financial or prepaid account. Authorization from electric charging provider may be required for credit accounts. When the prepayment is exhausted, the EVSE 104 may be deactivated and/or a parking violation indicator may be activated.
En varias realizaciones ejemplares, un inspector eléctrico del edificio, representante de la entidad de servicio de carga u otra parte autorizada puede instalar el EVSE 104 y configurar los atributos del EVSE a través del puerto 305, que incluyen:In various exemplary embodiments, a building electrical inspector, charging service entity representative, or other authorized party may install the EVSE 104 and configure the EVSE attributes via port 305, including:
1. En ciertas realizaciones ejemplares, los ajustes predeterminados del EVSE 104 pueden configurarse para autorizar la carga del vehículo integrado en la red con el EVE 102 a baja corriente al realizar la conexión (por ejemplo, el enchufe presenta confirmaciones de señal de que el vehículo integrado en la red está conectado al EVSE 104), incluso si no se ha ingresado ninguna configuración del EVSE 104 autorizada.1. In certain exemplary embodiments, the default settings of the EVSE 104 can be configured to authorize on-grid vehicle charging with the EVE 102 at low current upon connection (for example, the socket features signal acknowledgments that the vehicle integrated into the network is connected to the EVSE 104), even if no authorized EVSE 104 configuration has been entered.
2. El inspector eléctrico puede verificar el cableado del circuito, el disyuntor y la red eléctrica, y puede ingresar atributos del EVSE en el microprocesador 304 a través del puerto 305 para almacenarlos en la memoria estática del EVSE 306, para obtener el máximo consumo de corriente de acuerdo con las convenciones de carga del edificio.2. Electrical inspector can check circuit wiring, circuit breaker and power grid, and can input EVSE attributes into microprocessor 304 through port 305 to store in static memory of EVSE 306, to get maximum power consumption. current in accordance with building load conventions.
3. El inspector eléctrico puede introducir atributos del EVSE en el microprocesador 304 a través del puerto 305 para su almacenamiento en la memoria estática del EVSE 306 que indica la ubicación eléctrica. La ubicación eléctrica puede incluir, por ejemplo, un submedidor del EVSE si está presente, un circuito de construcción, un número de poste de derivación de servicio, un transformador de distribución, un circuito de alimentación de distribución, subestación, ID de entidad de servicio de carga, nodo de precio marginal de ubicación y sistema de transmisión (TSO o ISO). Las asociaciones pueden registrarse en un medio en el EVSE y enviarse al VL en el EVE junto con otros atributos. Además, estas asociaciones pueden enviarse en momentos específicos al vendedor de carga eléctrica (mantenedor o proveedor del EVSE 104) y uno o más servidores de agregación 106. El inspector eléctrico u otro personal de campo que registra y reporta las asociaciones garantiza la precisión de los atributos del EVSE y se le puede solicitar que ingrese una identificación de empleado u otro código junto con los atributos del EVSE, para su validación.3. The electrical inspector may input EVSE attributes to microprocessor 304 through port 305 for storage in static memory of EVSE 306 indicating electrical location. Electrical location may include, for example, EVSE submeter if present, building circuit, utility tap pole number, distribution transformer, distribution feeder circuit, substation, utility ID load, location marginal price node and transmission system (TSO or ISO). Associations can be recorded on a medium in EVSE and sent to the VL in EVE along with other attributes. In addition, these associations can be sent at specific times to the electrical load vendor (EVSE maintainer or provider 104) and one or more aggregation servers 106. The electrical inspector or other field personnel who record and report the associations ensure the accuracy of the associations. EVSE attributes and you may be required to enter an employee ID or other code along with the EVSE attributes for validation.
4. Un representante de la entidad de servicio de carga puede inspeccionar (determinar) el tamaño del transformador de distribución y las cargas del edificio y puede ingresar atributos del EVSE en el microprocesador 304 a través del puerto 305 para almacenamiento en la memoria estática del EVSE 306, para el atributo de límite de flujo inverso (por ejemplo, vehículo integrado en la red al límite de corriente de la red). El límite de flujo inverso puede establecerse en un nivel diferente (y puede ser mayor que) el límite de flujo directo. El límite de flujo inverso puede establecerse en cero para indicar que no se permite el suministro de potencia al EVSE 104 desde un vehículo integrado en la red con el EVE 102. La autorización de flujo inverso puede depender de que el tipo de vehículo esté certificado como conforme a IEEE 929 anti-isla.4. A representative of the load service entity can inspect (determine) the distribution transformer size and building loads and can input EVSE attributes into microprocessor 304 through port 305 for storage in EVSE static memory. 306, for the reverse flow limit attribute (eg, on-grid vehicle at network current limit). The reverse flow limit can be set at a different level (and can be higher than) the forward flow limit. The reverse flow limit can be set to zero to indicate that power is not allowed to be supplied to the EVSE 104 from a vehicle networked with the EVE 102. Reverse flow clearance may depend on the vehicle type being certified as conforming to IEEE 929 anti-islanding.
5. Un representante de la entidad de servicio de carga puede inspeccionar la presencia de un interruptor de aislamiento aprobado o conmutación de microrred, y si está aprobado, puede establecer el atributo del EVSE para potencia de emergencia en "verdadero", lo que indica que el EVE del vehículo 102 integrado en la red puede suministrar potencia edificio cuando se produce un corte de potencia en el edificio y cuando se ha activado el interruptor de aislamiento, aislando el edificio de la red.5. A load utility representative may inspect for the presence of an approved isolating switch or microgrid switching, and if approved, may set the EVSE attribute for emergency power to "true", indicating that The grid-integrated vehicle EVE 102 can supply power to the building when a power outage occurs in the building and when the isolation switch has been activated, isolating the building from the grid.
Se puede usar un proceso a prueba de manipulaciones para configurar los atributos del EVSE a través de un dispositivo de campo portátil conectado a través del puerto de programación 305. Por ejemplo, los elementos 2, 3, 4 y 5 anteriores pueden estar protegidos o autorizados por una identificación de empleado o contraseña, por lo que no pueden ser cambiados excepto por una persona autorizada. Otra información, tal como el protocolo de Internet utilizado, puede no estar protegida deliberadamente, o puede tener un nivel de protección más bajo, de modo que un ocupante del edificio o un gerente de TI del edificio la pueda cambiar.A tamper-evident process can be used to configure EVSE attributes through a portable field device connected via programming port 305. For example, items 2, 3, 4, and 5 above can be protected or authorized by an employee ID or password, so they cannot be changed except by an authorized person. Other information, such as the Internet protocol used, may be deliberately unprotected, or may have a lower level of protection, so that a building occupant or building IT manager can change it.
Algunos atributos del EVSE relacionados con la seguridad o la autorización, por ejemplo, los elementos 2, 3, 4 y 5, anteriores, pueden registrarse en la memoria utilizando una firma digital y transmitirse al EVE 102 junto con la firma digital. Por lo tanto, el EVE 102 y el servidor de agregación 106 pueden confirmar en el momento de la conexión que una parte autorizada ha introducido los datos en el EVSE 104. Si falta la autorización o la firma digital no es válida, las decisiones de autorización que se describen a continuación con respecto a las figuras 6, 8 y 10 producirían "no". Some security or authorization related EVSE attributes, eg items 2, 3, 4 and 5, above, can be recorded in memory using a digital signature and transmitted to EVE 102 along with the digital signature. Therefore, the EVE 102 and the aggregation server 106 can confirm at the time of connection that an authorized party has entered the data into the EVSE 104. If the authorization is missing or the digital signature is invalid, the authorization decisions which are described below with respect to Figures 6, 8 and 10 would produce "no".
El EVE 102 puede conectarse al EVSE 104, lo que puede resultar en un flujo de información bidireccional y un flujo de potencia en uno o dos sentidos.EVE 102 can be connected to EVSE 104, which can result in bi-directional information flow and one- or two-way power flow.
Aunque el EVSE 104 se muestra como un dispositivo independiente (completo), se contempla que los componentes del EVSE 104 de la presente invención, tal como el almacenamiento y el envío de atributos del EVSE, la señal digital en el conector 250d, la comunicación a la WAN y otros, pueden configurarse como un dispositivo complementario para ser incluido como parte de un SAE J1772 u otro dispositivo de equipo de suministro de vehículo eléctrico compatible agregando información y capacidades de comunicación tal como se describe en el presente documento a dichos dispositivos. Although the EVSE 104 is shown as a stand-alone (complete) device, it is contemplated that the EVSE 104 components of the present invention, such as storing and forwarding EVSE attributes, digital signal on connector 250d, communication to the WAN and others, can be configured as a plug-in device to be included as part of an SAE J1772 or other compliant electric vehicle supply equipment device by adding information and communication capabilities as described herein to such devices.
Haciendo referencia a las figuras 2 y 3, en una realización ejemplar, los conectores 250/350 cumplen con el estándar J1772 de la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE), el estándar 62196-2 de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) u otro estándar nacional o internacional para permitir conexiones de vehículos integradas en la red para la red 108. La presente invención se basa en las normas descritas en SAE J1772 aprobadas en 2010 y el proyecto de IEC 62196-2, que se describen en este párrafo como referencia y para distinguir los usos adicionales de estos conectores de acuerdo con aspectos de la presente invención. Los conectores de acoplamiento 250/350 incluyen un primer conector de acoplamiento 250 para el EVE 102 y un segundo conector de acoplamiento 350 para el EVSE 104. El primer conector de acoplamiento 250, que puede denominarse "entrada", incluye cinco contactos/clavijas de acoplamiento macho 250a, 250b, 250c, 250d y 250e. El segundo conector de acoplamiento 350 incluye las correspondientes clavijas/contactos de acoplamiento hembra 350a, 350b, 350c, 350d y 350e, que están configurados para acoplarse con las clavijas de acoplamiento macho 250a, 250b, 250c, 250d y 250e, respectivamente. En los conectores 250/350 también se pueden incorporar contactos de potencia adicionales para trifásico y neutro según el proyecto IEC 62196-2. En uso, el EVSE 104 señala la cantidad de carga disponible para el EVE 102 a través de un cable de señal digital a través de las clavijas de acoplamiento 250d/350d, por ejemplo, como se describe en SAE J1772. Se puede incorporar un interruptor de presencia de enchufe convencional (no mostrado) en la clavija 350e. El EVSE 104 puede indicar al EVE 102 que los conectores 250/350 están acoplados en respuesta a la clavija de recepción de la clavija 350e actual del enchufe 250e, por ejemplo, como se describe en SAE J1772. Referring to Figures 2 and 3, in an exemplary embodiment, the 250/350 connectors comply with Society of Automotive Engineers (SAE) standard J1772, International Electrotechnical Commission (IEC) standard 62196-2, or another standard national or international to enable network-integrated vehicle connections for network 108. The present invention is based on the standards described in SAE J1772 approved in 2010 and draft IEC 62196-2, which are described in this paragraph by reference and to distinguish additional uses of these connectors in accordance with aspects of the present invention. The mating connectors 250/350 include a first mating connector 250 for the EVE 102 and a second mating connector 350 for the EVSE 104. The first mating connector 250, which may be referred to as an "input," includes five input contacts/pins. male coupling 250a, 250b, 250c, 250d and 250e. Second mating connector 350 includes corresponding female mating pins/contacts 350a, 350b, 350c, 350d, and 350e, which are configured to mate with male mating pins 250a, 250b, 250c, 250d, and 250e, respectively. The 250/350 connectors can also incorporate additional power contacts for three-phase and neutral according to the IEC 62196-2 project. In use, the EVSE 104 signals the amount of charge available to the EVE 102 via a digital signal cable via the 250d/350d mating pins, for example, as described in SAE J1772. A conventional plug presence switch (not shown) can be incorporated into the 350e plug. The EVSE 104 may indicate to the EVE 102 that connectors 250/350 are mated in response to the receive pin of the current pin 350e of the socket 250e, for example, as described in SAE J1772.
SAE J1772 e IEC 62196-2 especifican que la potencia proporcionada a través de las clavijas en el contactor es en respuesta a la señal piloto que indica una conexión con el EVE del vehículo integrado a la red 102. De acuerdo con aspectos de esta invención, la potencia puede ser activada por el contactor 302, y agrega controles adicionales que este contactor puede realizar, específicamente, señal de detección de fallo a tierra que indica que no hay fallos a tierra, detección de sobrecarga de corriente que indica que la corriente consumida no es excesiva, y señal de autorización de cuenta que indica autorización para que este EVA del vehículo integrado en la red 102 obtenga potencia desde este EVSE 104. El contactor 302 puede ser un dispositivo normalmente abierto, de modo que a menos que cada una de las señales indique que el contactor 302 debe cerrarse, el contactor 302 permanece abierto para detener el flujo de potencia entre la red y el vehículo integrado en la red.SAE J1772 and IEC 62196-2 specify that the power provided across the pins on the contactor is in response to the pilot signal indicating a connection to the integrated vehicle EVE 102. In accordance with aspects of this invention, power can be activated by contactor 302, and adds additional controls that this contactor can perform, specifically, ground fault detection signal indicating that there are no ground faults, current overload detection indicating that the current drawn is not is excessive, and account authorization signal indicating authorization for this network integrated vehicle EVA 102 to draw power from this EVSE 104. Contactor 302 may be a normally open device, so that unless each of the signals indicate that contactor 302 should close, contactor 302 remains open to stop power flow between the grid and the on-grid vehicle.
Aunque se ilustra un único conjunto de conectores de acoplamiento 250/350 que incluyen cinco contactos (clavijas o enchufes), un experto en la técnica comprenderá a partir de la descripción en el presente documento que pueden usarse diferentes números de tales conexiones/contactos. Por ejemplo, se pueden usar siete conexiones para potencia trifásica: una para cada fase, un neutro, una conexión a tierra y dos para datos. O, se pueden proporcionar conectores para alimentación y señalización para permitir la carga de Cc en lugar de la carga de CA. La invención descrita en el presente documento puede basarse en los estándares descritos anteriormente o puede ser parte de variantes de conectores de acoplamiento con diferentes números y convenciones de conectores, líneas eléctricas o líneas de señal.Although a single set of mating connectors 250/350 including five contacts (pins or sockets) is illustrated, one skilled in the art will understand from the description herein that different numbers of such connections/contacts may be used. For example, seven connections can be used for three-phase power: one for each phase, one neutral, one ground, and two for data. Or, connectors for power and signaling can be provided to allow DC charging instead of AC charging. The invention described herein may be based on the standards described above or may be part of variants of mating connectors with different numbers and conventions of connectors, power lines, or signal lines.
La figura 4 representa un servidor de agregación 106 ejemplar y conexiones asociadas a otros componentes para ofrecer servicios de red. El servidor de agregación 106 ilustrado incluye un microordenador 402 y una memoria 404 accesible por el microordenador 402 para el almacenamiento y la recuperación de datos. El servidor de agregación 106 incluye adicionalmente componentes de comunicación (no mostrados) para establecer comunicación con el VL 103 y opcionalmente uno o más de TSO 412, DSO 414, proveedor de carga eléctrica 416 y operador de estacionamiento 418. En una realización ejemplar, la comunicación con el servidor de agregación 106 se realiza a través de una red de área amplia (WAN) 450. Los servidores, microordenadores, memoria y componentes de comunicación adecuados serán entendidos por un experto en la técnica a partir de la descripción en este documento.Figure 4 depicts an exemplary aggregation server 106 and associated connections to other components for offering network services. The illustrated aggregation server 106 includes a microcomputer 402 and a memory 404 accessible by the microcomputer 402 for data storage and retrieval. The aggregation server 106 further includes communication components (not shown) for establishing communication with the VL 103 and optionally one or more of TSO 412, DSO 414, electric charge provider 416, and parking operator 418. In an exemplary embodiment, the Communication with the aggregation server 106 is performed over a wide area network (WAN) 450. Suitable servers, microcomputers, memory, and communication components will be understood by one skilled in the art from the description herein.
Cuando varios EVSE 104 están juntos en el espacio de un solo operador de estacionamiento o proveedor de carga eléctrica (ya sea en un estacionamiento físico, una empresa, un municipio u otra entidad), el operador del estacionamiento o el proveedor de carga eléctrica puede operar una agregación el propio servidor 106, o puede incorporar determinadas funciones del servidor de agregación en un control centralizado local. En una realización ejemplar, algunas funciones del servidor de agregación estarían en una estación de pago centralizada en un estacionamiento, y el pago o la recepción de crédito se podría realizar en la estación de pago en lugar de directamente a través del VL 103 o del Ev SE 104.When multiple EVSE 104s are together in the space of a single parking operator or electric charging provider (whether in a physical parking lot, business, municipality, or other entity), the parking operator or electric charging provider can operate an aggregation server 106 itself, or it can incorporate certain functions of the aggregation server in a local centralized control. In an exemplary embodiment, some functions of the aggregation server would be at a centralized pay station in a parking garage, and payment or receipt of credit could be made at the pay station instead of directly through the VL 103 or Ev SE 104.
Haciendo referencia a las figuras 1-4 generalmente, el VL 103 puede recibir atributos del EVSE por:Referring to Figures 1-4 generally, the VL 103 can receive EVSE attributes by:
(1) VL 103 consulta al microprocesador 304 los atributos del EVSE almacenados en la memoria 306 o(1) VL 103 queries microprocessor 304 for EVSE attributes stored in memory 306 or
(2) el microprocesador 304 puede determinar que el EVE 102 se ha conectado al EVSE 104, por ejemplo, basándose en una señal piloto del EVE y el microprocesador 304 puede entonces transmitir los atributos del EVSE a través de una de las líneas conectadas al EVE 102. En cualquier caso, los atributos del EVE 102 se transmiten al EVSE mediante un proceso recíproco.(2) microprocessor 304 can determine that EVE 102 has connected to EVSE 104, for example, based on a pilot signal from EVE and microprocessor 304 can then transmit EVSE attributes over one of the lines connected to EVE 102. In either case, the attributes of the EVE 102 are transmitted to the EVSE through a reciprocal process.
Los atributos del EVSE pueden comunicarse utilizando una señal codificada por el microprocesador 304, enviada a través del puerto de entrada/salida 312, a través de los contactos de acoplamiento 250d y 350d de los conectores de acoplamiento 250/350 y el puerto de entrada/salida 216 del VL 103. Alternativamente, los atributos del EVSE pueden enviarse mediante una señal portadora de línea eléctrica a través de, por ejemplo, los contactos de potencia 250a y 350a. Los atributos del EVSE recibidos se almacenan en la memoria 212 del VL 103. El VL 103 puede transmitir una cuenta, facturación, kWh acumulados y/o identificador de vehículo al EVSE 104, servidor de agregación 106, un proveedor de carga eléctrica u operador de estacionamiento para el pago o autorización de la cuenta de crédito. The EVSE attributes may be communicated using a signal encoded by the microprocessor 304, sent via input/output port 312, via mating contacts 250d and 350d of mating connectors 250/350, and input/output port 312. output 216 of VL 103. Alternatively, the EVSE attributes can be be sent by a power line carrier signal through, for example, power contacts 250a and 350a. The received EVSE attributes are stored in memory 212 of the VL 103. The VL 103 may transmit an account, billing, accumulated kWh, and/or vehicle identifier to the EVSE 104, aggregation server 106, an electric charge provider, or carrier. parking for payment or credit account authorization.
El VL 103 puede comunicarse con el EVSE 104 a través de uno de: (1) portador de línea eléctrica (PLC); (2) bus CAN, (3) comunicación serial sobre línea piloto (150D/250D), y/o (4) señal del lado negativo en la señal de ancho de pulso digital piloto, entre otros. El EVE 102 puede incluir un dispositivo de comunicación celular (no mostrado) para proporcionar una señal celular como comunicación de respaldo al servidor de agregación 106. También se pueden usar otras técnicas de comunicación (no mostradas) tales como radio de baja potencia o portadora de baja frecuencia a través de líneas eléctricas para funcionar con el VL 102 en otros coches.The VL 103 can communicate with the EVSE 104 through one of: (1) power line carrier (PLC); (2) CAN bus, (3) serial communication over pilot line (150D/250D), and/or (4) signal from the negative side of the pilot digital pulse width signal, among others. EVE 102 may include a cellular communication device (not shown) to provide a cellular signal as back-up communication to aggregation server 106. Other communication techniques (not shown) such as low power radio or carrier radio may also be used. low frequency via power lines to work with the VL 102 in other cars.
El VL 103 puede comunicarse en tiempo real o casi en tiempo real con el servidor de agregación 106. Esta comunicación puede ser a través de WAN conectada por cable desde el VL 103 al EVSE 104, o el EVE 102 puede tener una capacidad celular u otra inalámbrica para comunicarse con el servidor de agregación 106. En el primer caso, la conexión está en vigor solo cuando el eVe 102 está conectado a un EVSE 104 con comunicaciones LAN en funcionamiento. La presente invención puede adaptarse para su implementación en todas estas circunstancias. The VL 103 can communicate in real time or near real time with the aggregation server 106. This communication can be over a wired WAN from the VL 103 to the EVSE 104, or the EVE 102 can have a cellular or other capability. wireless to communicate with the aggregation server 106. In the first case, the connection is in effect only when the eVe 102 is connected to an EVSE 104 with working LAN communications. The present invention can be adapted for implementation in all of these circumstances.
En una realización ejemplar, el VL 103 intentará comunicarse con el servidor de agregación 106 utilizando cada uno de los métodos de comunicación disponibles, con conexión directa a través de los conectores 250 y 350 probados primero, otros servicios no abonados a continuación y celular a continuación. Si no hay comunicaciones disponibles con el servidor de agregación 106, el VL 103 entra en modo autónomo, que se describe a continuación con referencia a la figura 7.In an exemplary embodiment, VL 103 will attempt to communicate with aggregation server 106 using each of the available communication methods, with direct connection through connectors 250 and 350 tested first, other unsubscribed services next, and cellular next. . If there are no communications available with the aggregation server 106, the VL 103 goes into stand-alone mode, which is described below with reference to Fig. 7.
En una realización ejemplar, el VL 103 determina (realiza un seguimiento de) los viajes anteriores del conductor, las necesidades o los deseos declarados para el funcionamiento del vehículo integrado en la red y predice un programa de probables próximos viajes (las predicciones de los próximos viajes pueden incluir, para uno o más viajes futuros, la hora de inicio probable, la distancia probable y la carga requerida y el destino). El modelo predictivo puede basarse en una predicción del EVE basada en el uso anterior del vehículo, puede basarse en información explícita del programa ingresada por el conductor o el administrador de la flota, o puede basarse en un modelo predictivo genérico que mejora con el uso del vehículo y retroalimentación del conductor. La entrada del conductor puede ser mediante controles en el vehículo, por un asistente digital portátil, por un calendario de programación de vehículos basado en navegador, o por una extensión o adición a otros sistemas de programación ya en uso por los conductores del vehículo o el operador de la flota. El VL 103 registra el uso del vehículo y puede usarse como una fuente de datos para predicciones posteriores. La entrada del conductor puede ser a través de controles en el vehículo conectados al VL 103, puede ser a través de software de programación alojado en el servidor de agregación 106 o datos de otra plataforma de soporte del vehículo, o puede ser a través de asistentes digitales personales u otros dispositivos inalámbricos que se comunican con el VL 103, la WAN, el servidor de agregación 106 u otros portales. Independientemente de los medios y el canal de adquisición de datos de programación, la programación prevista puede almacenarse tanto en el VL 103, por ejemplo, en la memoria 212, como en el servidor de agregación 106. Por lo tanto, el EVE puede usar las predicciones de los próximos viajes, por ejemplo, para asegurarse de que el automóvil esté suficientemente cargado cuando sea necesario, por ejemplo, para transporte y/o calefacción, determinar los tiempos más económicos para cargar, etc. El servidor de agregación 106 puede usar las siguientes predicciones de viaje para planificar la cantidad de capacidad eléctrica que se ofrecerá para los servicios de la red, en qué momentos y en qué lugar de la red.In an exemplary embodiment, the VL 103 determines (tracks) the driver's past trips, stated needs or wants for network-integrated vehicle operation, and predicts a schedule of probable next trips (predictions of the next few Trips may include, for one or more future trips, the probable start time, probable distance, and required load and destination). The predictive model can be based on an EVE prediction based on past vehicle use, it can be based on explicit program information entered by the driver or fleet manager, or it can be based on a generic predictive model that improves with use of the vehicle. vehicle and driver feedback. Driver input can be through in-vehicle controls, by a portable digital assistant, by a browser-based vehicle scheduling calendar, or by an extension or addition to other scheduling systems already in use by the drivers of the vehicle or the fleet operator. The VL 103 records vehicle usage and can be used as a data source for later predictions. Driver input can be through in-vehicle controls connected to the VL 103, it can be through programming software hosted on the aggregation server 106 or data from another vehicle support platform, or it can be through assistants personal digital devices or other wireless devices that communicate with the VL 103, the WAN, the aggregation server 106 or other portals. Regardless of the schedule data acquisition means and channel, the scheduled schedule can be stored both in the VL 103, for example, in the memory 212, and in the aggregation server 106. Therefore, the EVE can use the predictions of upcoming trips, eg to make sure the car is sufficiently charged when needed, eg for transport and/or heating, determine the most economical times to charge, etc. The aggregation server 106 can use the following trip predictions to plan how much electrical capacity will be offered for network services, at what times, and where on the network.
El VL 103 y el servidor de agregación 106 también tienen la capacidad de utilizar las predicciones de los próximos viajes para proporcionar servicios adicionales. Por ejemplo, en temperaturas extremas, el próximo tiempo de conducción previsto se puede utilizar para precalentar o preenfriar el habitáculo de modo que esté a una temperatura agradable en el momento de uso previsto. Este control de temperatura puede ser realizado por el sistema de calefacción/refrigeración del vehículo mientras está conectado a la red eléctrica, lo que reduce el consumo de potencia de la batería del vehículo para la calefacción o refrigeración inicial. Además, debido a que el calor y el frío a menudo se pueden almacenar en un dispositivo más pequeño y de menor costo que el almacenamiento eléctrico, el calor o el frío pueden almacenarse en un almacenamiento térmico en el vehículo según la predicción de los próximos viajes y la temperatura actual o la predicción meteorológica de la temperatura en el momento de predicción de próximos viajes. Otro uso del modelo predictivo es aplicarlo junto con la detección de temperatura de la batería para precalentar o preenfriar la batería antes de conducir, para mejorar el funcionamiento y prolongar la vida útil de la batería. El modelo predictivo también se puede utilizar para proporcionar otros servicios de conducción. Por ejemplo, dado que se conoce el destino del próximo viaje, se puede reservar una plaza de aparcamiento o del EVSE a la hora de llegada. Finalmente, si el viaje está cerca o más allá del alcance de la batería del vehículo, se pueden identificar y sugerir al conductor los lugares de recarga en ruta.The VL 103 and the aggregation server 106 also have the ability to use the predictions of upcoming trips to provide additional services. For example, in extreme temperatures, the next expected driving time can be used to pre-heat or pre-cool the passenger compartment so that it is at a comfortable temperature at the time of intended use. This temperature control can be performed by the vehicle's heating/cooling system while connected to the mains, reducing power consumption from the vehicle's battery for initial heating or cooling. Also, because heat and cold can often be stored in a smaller, lower-cost device than electrical storage, heat or cold can be stored in in-vehicle thermal storage based on prediction of upcoming trips. and the current temperature or the weather prediction of the temperature at the time of prediction of upcoming trips. Another use of the predictive model is to apply it in conjunction with battery temperature sensing to pre-heat or pre-cool the battery before driving to improve performance and extend battery life. The predictive model can also be used to provide other driving services. For example, since the destination of the next trip is known, a parking or EVSE space can be reserved at the time of arrival. Finally, if the journey is near or beyond the range of the vehicle's battery, en route recharging locations can be identified and suggested to the driver.
El VL 103 y el servidor de agregación 106 también utilizan las predicciones de los próximos viajes para optimizar la carga de la batería para una vida útil máxima de la batería. La duración máxima de la batería puede ser el objetivo principal del VL 103, o puede ser uno de varios objetivos optimizados conjuntamente, por ejemplo, asegurar una carga suficiente para el próximo viaje y la provisión de servicios de red. La gestión para la máxima vida útil de la batería se basa en el principio de que la velocidad de carga, el estado de carga (SOC), el tiempo que la batería permanece en cada SOC, la temperatura y otros factores afectan en gran medida la vida útil de la batería. Por ejemplo, una batería que generalmente se mantiene entre el 40 % y el 60 % del SOC máximo durará más que una batería que con frecuencia se carga por completo. Los sistemas de carga de baterías de vehículos convencionales (estado de la técnica) limitan el SOC superior e inferior, por ejemplo, entre el 10 % y el 90 % del SOC máximo; sin embargo, siempre cargan al SOC máximo permitido cada vez que se conecta el vehículo. Aspectos de la presente invención utilizan la predicción de los próximos viajes para determinar la cantidad de carga necesaria y cuándo alcanzarla. Por ejemplo, tomando los números del SOC anteriores como ilustración, si el próximo viaje es una distancia corta que requiere solo el 20 % de la batería, el VL 103 y/o el servidor de agregación 106 pueden cargar la batería solo al 60 %, al final del viaje, se esperaría que el SOC fuera del 40 %, ya que esto satisfaría de manera fiable la necesidad de conducción al tiempo que impondría muy poco desgaste a la batería. Alternativamente, en un viaje inusualmente largo, el EVE 103 puede autorizar la carga por encima de la cantidad recomendada habitual, en este ejemplo ilustrativo, por encima del 90 %, pero como se conoce el tiempo de viaje siguiente, la batería permanece en ese estado solo muy brevemente, es decir, justo antes del siguiente tiempo de viaje previsto, maximizando así el alcance y, al mismo tiempo, minimizando el desgaste para alcanzar ese alcance.The VL 103 and aggregation server 106 also use the predictions of upcoming trips to optimize battery charging for maximum battery life. Maximum battery life can be the primary goal of the VL 103, or it can be one of several jointly optimized goals, eg ensuring sufficient charge for the next trip and provision of network services. Management for the maximum useful life of the battery life is based on the principle that charging rate, state of charge (SOC), how long the battery stays in each SOC, temperature, and other factors greatly affect battery life. For example, a battery that typically stays between 40% and 60% of maximum SOC will last longer than a battery that is frequently fully charged. Conventional vehicle battery charging systems (state of the art) limit the upper and lower SOC, for example, between 10% and 90% of the maximum SOC; however, they always charge the maximum SOC allowed each time the vehicle is plugged in. Aspects of the present invention use the prediction of upcoming trips to determine the amount of charge needed and when to reach it. For example, taking the above SOC numbers as an illustration, if the upcoming trip is a short distance that requires only 20% battery, the VL 103 and/or aggregation server 106 can charge the battery to only 60%, at the end of the trip, the SOC would be expected to be 40%, as this would reliably satisfy the driving need while imposing very little wear on the battery. Alternatively, on an unusually long journey, EVE 103 may authorize charging above the usual recommended amount, in this illustrative example, above 90%, but since the next journey time is known, the battery remains in that state only very briefly, i.e. just before the next expected travel time, thus maximizing range while minimizing wear and tear to achieve that range.
Dado que tanto el VL 103 como el servidor de agregación 106 contienen copias del programa predictivo, estas funciones pueden ser realizadas por cualquiera de los mismos; la elección de qué controles de dispositivo se pueden optimizar, por ejemplo, utilizando el que está conectado en ese momento (servidor de agregación durante la conducción si no hay enlace celular) o el más cercano y con información local más relevante (EVE durante la carga). De acuerdo con la publicación de solicitud de patente n.° 2009/0222143, este diseño también permite una "degradación elegante", por ejemplo, el VL 103 puede realizar el cobro para prepararse para los viajes previstos incluso si falla la comunicación con el servidor de agregación 106 y/o el EVSE 104.Since both the VL 103 and the aggregation server 106 contain copies of the predictive program, these functions can be performed by either one; the choice of which device controls can be optimized, for example, using the one currently connected (aggregation server while driving if no cellular link) or the closest and most locally relevant (EVE while charging ). According to patent application publication no. 2009/0222143, this design also allows for "graceful downgrade", for example, the VL 103 can perform charging to prepare for intended trips even if communication with the server fails. of aggregation 106 and/or the EVSE 104.
Cuando está estacionado y conectado, el VL 103 y/o el servidor de agregación 106 pueden controlar (tomar decisiones sobre) la velocidad y el tiempo de carga y provisión de servicios de red. El conductor puede transferir información (por ejemplo, un número de cuenta) al EVSE 104 o al servidor de agregación 106 o al proveedor de carga eléctrica que gestiona el EVSE 104. Esta información puede almacenarse previamente en el EVE 102, o puede proporcionarse mediante una tarjeta de crédito o un llavero en el mismo EVSE 104 mediante un lector electrónico o magnético (no mostrado) o un asistente digital personal (PDA). Una vez que la información es validada por el EVSE 104 o el servidor de agregación 106 o el proveedor de carga eléctrica, el EVSE 104 puede recibir autorización para energizar el contactor 302, por ejemplo para cargar un vehículo integrado en la red que incluye el EVE 102.When parked and connected, the VL 103 and/or the aggregation server 106 can control (make decisions about) the speed and time of loading and provisioning of network services. The driver can transfer information (for example, an account number) to the EVSE 104 or to the aggregation server 106 or to the electric charge provider that manages the EVSE 104. This information can be previously stored in the EVE 102, or it can be provided by means of a credit card or key fob on the EVSE 104 itself using an electronic or magnetic reader (not shown) or a personal digital assistant (PDA). Once the information is validated by the EVSE 104 or the aggregation server 106 or the electric charging provider, the EVSE 104 may receive authorization to energize the contactor 302, for example to charge a vehicle integrated into the network that includes the EVE. 102.
En nombre del proveedor de carga eléctrica, el EVSE 104 puede usar el contactor 302 para negarse a cargar hasta que el conductor o el EVE 102 proporcionen una identificación aceptable o información de cuenta para la compra de electricidad de carga. Además, en nombre del operador de estacionamiento, el EVSE 104 puede negarse a cobrar o puede emitir una advertencia (por ejemplo, señal audible en el EVSE o señal electrónica transmitida al operador de estacionamiento) a menos que el conductor o el EVE proporcionen información de cuenta aceptable para la compra de tiempo de estacionamiento. En una realización ejemplar, el contactor 302 no enciende ni apaga los servicios de red. Más bien actúa como un fusible para emergencias (por ejemplo, GFCI para fallo a tierra, más protección contra sobrecorriente) y para prevenir el robo de electricidad (obtener una identificación antes de cargar). El EVE 102 puede realizar servicios de red más complejos y controlar la velocidad de carga o descarga.On behalf of the electric charge provider, EVSE 104 can use contactor 302 to refuse to charge until the driver or EVE 102 provide acceptable identification or account information for the purchase of charging electricity. In addition, on behalf of the parking operator, the EVSE 104 may refuse to charge or may issue a warning (for example, audible signal on the EVSE or electronic signal transmitted to the parking operator) unless the driver or EVE provides parking information. account acceptable for the purchase of parking time. In an exemplary embodiment, contactor 302 does not turn network services on or off. Rather it acts as a fuse for emergencies (eg GFCI for ground fault, plus overcurrent protection) and to prevent electricity theft (get ID before charging). The EVE 102 can perform more complex network services and control the upload or download speed.
El VL 103 puede incluir (o puede acceder) a un medidor eléctrico (por ejemplo, un medidor de nivel de ingresos) para medir la energía acumulada en cada dirección hacia y desde el EVSE 104. Este medidor puede integrarse en el EVE 102 según el sensor de corriente 220, en el edificio (no mostrado) o en el EVSE 104 según el sensor de corriente 310. El medidor de ingresos se puede utilizar para medir los servicios de la red o simplemente la energía de carga neta o acumulada. El VL 103 puede incluir administración de potencia para que el VL 103 pueda encenderse: (1) todo el tiempo, (2) solo cuando el vehículo está enchufado, o (3) solo cuando se requieren servicios de red. El VL 103 puede apagarse después de que el EVE 102 se haya desenchufado más de un periodo de tiempo determinado, o en algunos modos autónomos después de que la batería se cargue al nivel deseado, para reducir el consumo de la batería cuando está estacionado y desconectado durante largos períodos de tiempo. Los atributos del EVSE, incluyendo el ID del EVSE, se utilizan para determinar si la carga, los servicios de red y otros servicios están disponibles en esta ubicación, y si este vehículo deberá pagarlos y/o ser pagado. La ID del vehículo también puede ser utilizada por el EVSE, por ejemplo, junto con la búsqueda de cuenta a través del proveedor de carga eléctrica. Para atributos de carga del EVSE dados, las acciones tomadas incluyen:The VL 103 can include (or can access) an electric meter (for example, an income level meter) to measure the accumulated energy in each direction to and from the EVSE 104. This meter can be integrated into the EVE 102 depending on the current sensor 220, in the building (not shown) or in the EVSE 104 depending on the current sensor 310. The revenue meter can be used to measure grid services or simply net or cumulative charging power. The VL 103 can include power management so that the VL 103 can turn on: (1) all the time, (2) only when the vehicle is plugged in, or (3) only when network services are required. The VL 103 can power off after the EVE 102 has been unplugged for more than a set period of time, or in some standalone modes after the battery is charged to the desired level, to reduce battery drain when parked and unplugged for long periods of time. The EVSE attributes, including the EVSE ID, are used to determine whether charging, network and other services are available at this location, and whether this vehicle should pay for and/or be paid for. The vehicle ID can also be used by the EVSE, for example, in conjunction with the account lookup via the electric charging provider. For given EVSE load attributes, actions taken include:
1. Atributo del EVSE "cobro sin restricciones": Tras la conexión del EVE 102 de un vehículo al EVSE 104, indicado por la señal piloto, el microprocesador 304 envía atributos al EVE 102 y cierra el contactor 302 para que el vehículo pueda comenzar a cargar. No se requiere identificación o información de cuenta, ni siquiera reconocimiento de recibir atributos desde el vehículo. Una instancia ejemplar de este caso de "carga sin restricciones" es un vehículo y un EVSE estándar SAE J1772 sin modificar, en el que el EVSE no envía atributos y cierra el contactor sin ninguna información de atributos del vehículo.1. "Unrestricted Charging" EVSE Attribute: Upon connection of a vehicle's EVE 102 to EVSE 104, indicated by the pilot signal, microprocessor 304 sends attributes to EVE 102 and closes contactor 302 so that the vehicle can begin charging. load. No identification or account information is required, or even acknowledgment of receiving attributes from the vehicle. An exemplary instance of this "unrestricted load" case is a vehicle and an unmodified SAE J1772 standard EVSE, where the EVSE sends no attributes and closes the contactor without any vehicle attribute information.
2. Atributo del EVSE "cargo gratuito para ocupantes/trabajadores/miembros conocidos". Tras la conexión del EVE 102 del vehículo al EVSE 104, el microprocesador 304 envía los atributos del EVSE al EVE 102 y espera la identificación del vehículo. El EVE 102 envía la identificación del vehículo al EVSE 104. El EVSE 104 busca el ID del vehículo y, si es reconocido por el EVSE 104, el EVSE 104 cierra el contactor 302 y el vehículo puede comenzar a cargarse. En una variante, el EVE 102 envía la identificación del vehículo al EVSE 104, y el EVSE 104 consulta al proveedor de carga eléctrica para recibir la aprobación. El EVSE 104 luego cierra el contactor 302 si se recibe la aprobación.2. EVSE attribute "free charge for known occupants/workers/members". Upon connection of the vehicle's EVE 102 to the EVSE 104, the microprocessor 304 sends the EVSE attributes to the EVE 102 and waits for the vehicle identification. The EVE 102 sends the vehicle identification to the EVSE 104. The EVSE 104 searches for the vehicle ID and if it is recognized by the EVSE 104, the EVSE 104 closes the contactor 302 and the vehicle can start charging. In a variant, EVE 102 sends the vehicle identification to EVSE 104, and EVSE 104 consults the electric charging provider for approval. The EVSE 104 then closes contactor 302 if approval is received.
3. Atributo del EVSE "cargo para titulares de cuentas aprobados". Tras la conexión, el microprocesador 304 envía atributos del EVSE al EVE 102 y espera un número de cuenta y posibles códigos adicionales o autorización. El EVE 102 puede enviar un código, tal como un código de cuenta con firma digital, que luego es procesado por el EVSE 104, por ejemplo, enviándolo para su aprobación al proveedor de carga eléctrica. Si el EVSE 104 aprueba el código, cierra el contactor 302 y registra el tiempo y la cantidad de energía (kWh) utilizada para la carga. Para realizar esta función, el EVSE 104 usa un medidor basado en el sensor de corriente 310, medición de tensión y procesamiento de señal estándar (no mostrado) en el microordenador 320, o, por ejemplo, un medidor de ingresos separado al que el EVSE 104 accede a través de una comunicación segura. La cuenta del vehículo puede no facturarse, puede facturarse por tiempo, puede facturarse por kWh y/o puede facturarse contra créditos. Una variante de esto es que la cuenta se utiliza para pagar el uso de una plaza de aparcamiento. Si el EVE 102 no envía un código aprobado, el EVSE 104 no cierra el contactor 302 y/o puede indicar mediante una señal sonora, luminosa o electrónica, que no se permite estacionar en esa ubicación.3. EVSE attribute "charge for approved account holders". Upon connection, microprocessor 304 sends EVSE attributes to EVE 102 and waits for an account number and possible additional codes or authorization. The EVE 102 may send a code, such as a digitally signed account code, which is then processed by the EVSE 104, for example, sending it to the electric charging provider for approval. If the EVSE 104 passes the code, it closes contactor 302 and records the time and amount of energy (kWh) used for charging. To perform this function, the EVSE 104 uses a meter based on the current sensor 310, voltage measurement, and standard signal processing (not shown) on the microcomputer 320, or, for example, a separate input meter to which the EVSE 104 access through secure communication. The vehicle bill may be unbilled, may be billed on a time basis, may be billed by kWh, and/or may be billed against credits. A variant of this is that the account is used to pay for the use of a parking space. If the EVE 102 does not send an approved code, the EVSE 104 does not close contactor 302 and/or can indicate by an audible, light, or electronic signal that parking is not permitted at that location.
4. Atributo del EVSE "Servicios de red con V2G permitidos aquí". Tras la conexión, el microprocesador del EVSE 304 envía atributos del EVSE al EVE 102 y cierra el contactor 302. El VL 103 evalúa los atributos del EVSE, pasa la ubicación de la red y la capacidad eléctrica al servidor de agregación 106. Luego, el VL 103 compara el estado de carga de la batería 202 con el tiempo y la distancia previstos para el próximo viaje, y cualquier otro parámetro del conductor con respecto a los requisitos de alcance mínimo y las preferencias del conductor para optimizar los ingresos del vehículo integrado en la red (GIV) frente al alcance máximo frente a la duración máxima de la batería. Basándose en estas consideraciones, el VL 103 registra con el servidor de agregación 106 su capacidad para proporcionar uno o más servicios de red, cada uno a cero o más capacidad, durante un período de tiempo especificado en esta ubicación. Cuando el EVE 102 proporciona servicios de red, puede utilizar un medidor integrado que puede basarse en un bucle de corriente 220 y otras mediciones y procesamiento, o puede ser parte del PEM 204.4. EVSE attribute "V2G network services allowed here". Upon connection, the EVSE microprocessor 304 sends EVSE attributes to EVE 102 and closes contactor 302. VL 103 evaluates the EVSE attributes, passes the network location and electrical capacity to the aggregation server 106. Then, the EVSE VL 103 compares the state of charge of the battery 202 with the expected time and distance for the next trip, and any other driver parameters with respect to minimum range requirements and driver preferences to optimize revenue from the integrated vehicle. network (GIV) vs. maximum range vs. maximum battery life. Based on these considerations, the VL 103 registers with the aggregation server 106 its ability to provide one or more network services, each at zero or more capacity, for a specified period of time at this location. When EVE 102 provides network services, it can use an integrated meter that can be based on a current loop 220 and other measurement and processing, or it can be part of the PEM 204.
5. En cualquier EVSE 104, independientemente de si el EVSE 104 tiene o no alguna de las capacidades anteriores, el VL 103 puede optar, o puede ofrecer, reembolsar o acreditar el coste de carga a la entidad que paga por la electricidad en ese EVSE. Para reembolsar o acreditar el coste de carga, el VL 103 identifica la ubicación del EVSE, la cuenta del medidor del edificio u otro identificador de la entidad que paga por la electricidad. La identificación podría lograrse utilizando atributos del EVSE, en particular, el ID del EVSE y/o el número del medidor del edificio. Un EVSE 104 sin la capacidad de identificarse a sí mismo con el VL 103, puede ser, por ejemplo, un EVSE conforme a SAE J1772 o IEC 62196-2, pero sin las capacidades adicionales descritas en el presente documento, o puede ser una simple salida eléctrica con un adaptador. Para un EVSE sin la capacidad de identificarse a sí mismo ante el EVE 102, el EVE 102 puede usar medios adicionales de identificación. Un método es un "ping" electrónico con una firma digital distinta de un dispositivo dentro del edificio, tal como un transmisor X19. De acuerdo con esta realización, el transmisor puede colocarse en el edificio y crea una firma electrónica legible por el VL 103 de todos los vehículos conectados a cualquier EVSE 104 o a cualquier enchufe dentro del mismo transformador de distribución. Un segundo método para identificar la entidad que paga por la electricidad es usar GPS, junto con una lista de ubicaciones de carga conocidas almacenadas en el VL 103 o el servidor de agregación 106. El GPS no es lo suficientemente preciso para la fiabilidad necesaria para los servicios y autorizaciones relacionados con la seguridad, tal como la retroalimentación y la potencia de emergencia, pero puede ser lo suficientemente fiable para facturar o acreditar una cuenta de medidor de ingresos para cargar electricidad.5. In any EVSE 104, regardless of whether or not the EVSE 104 has any of the above capabilities, the VL 103 may elect, or may offer, refund, or credit the charging cost to the entity paying for electricity in that EVSE . To reimburse or credit the charge cost, the VL 103 identifies the location of the EVSE, building meter account, or other identifier of the entity paying for the electricity. Identification could be achieved using EVSE attributes, in particular the EVSE ID and/or building meter number. An EVSE 104 without the ability to identify itself with the VL 103, may be, for example, an EVSE conforming to SAE J1772 or IEC 62196-2, but without the additional capabilities described in this document, or it may be a simple electrical outlet with an adapter. For an EVSE without the ability to identify itself to EVE 102, EVE 102 may use additional means of identification. One method is an electronic "ping" with a different digital signature from a device inside the building, such as an X19 transmitter. According to this embodiment, the transmitter can be placed in the building and creates an electronic signature readable by the VL 103 of all vehicles connected to any EVSE 104 or to any socket within the same distribution transformer. A second method of identifying the entity paying for the electricity is to use GPS, along with a list of known charging locations stored in the VL 103 or aggregation server 106. GPS is not accurate enough for the reliability needed for the security-related services and authorizations, such as back-up and emergency power, but may be reliable enough to bill or credit a revenue meter account to charge electricity.
6. Las variantes y combinaciones de lo anterior resultarán evidentes para un experto en la técnica, basándose en las descripciones anteriores.6. Variations and combinations of the above will be apparent to one skilled in the art, based on the above descriptions.
El VL 103 puede incluir un módulo de comunicación de vehículo a vehículo (no mostrado) para comunicarse con otros vehículos a través de una radio de corto alcance de baja potencia, o mediante señales de baja frecuencia (por ejemplo, de 1 a 300 KHz) a través de un portador de línea eléctrica (PLC) sobre la red 108 o cables de alimentación. La frecuencia de la señal puede seleccionarse para poder pasar a través de uno o más transformadores de distribución. Dicha comunicación puede ser útil por las siguientes razones: (1) para que varios automóviles puedan proporcionar servicios de red de manera cooperativa, (2) en caso de fallo de la señal normal a través del EVSE, o (3) para aumentar el ancho de banda, un grupo de vehículos en comunicación local puede enviar una señal al servidor de agregación que solo se puede necesitar una señal de Internet para activar y recibir informes desde un grupo o agregación local de vehículos que se comunican localmente.The VL 103 may include a vehicle-to-vehicle communication module (not shown) to communicate with other vehicles via low power short range radio, or via low frequency signals (for example, 1 to 300 KHz). via a Power Line Carrier (PLC) over 108 network or power cables. The signal frequency can be selected to pass through one or more distribution transformers. Such communication can be useful for the following reasons: (1) so that multiple cars can cooperatively provide network services, (2) in case of failure of the normal signal through the EVSE, or (3) to increase the width band, a group of vehicles in local communication can send a signal to the aggregation server that only one Internet signal may be needed to activate and receive reports from a group or local aggregation of vehicles that communicate locally.
Al comunicarse directamente con otros vehículos, el EVE 102 puede funcionar como un agente con pares autorizados. La comunicación de vehículo a vehículo se puede utilizar para compensar la pérdida de comunicación directa con el servidor de agregación 106, o para actuar según la orden de otros vehículos autorizados cercanos para agrupar el ancho de banda para el envío en tiempo real y los informes de devolución. Por ejemplo, el EVE 102 de un vehículo integrado en la red puede ser nominado para servir como representante de la coalición local. El representante de la coalición local recibe una comunicación desde el servidor de agregación 106, la analiza en porciones de vehículos individuales, transmite los comandos correspondientes a vehículos cercanos o adyacentes. By directly communicating with other vehicles, EVE 102 can function as an agent with authorized peers. Vehicle-to-vehicle communication can be used to compensate for the loss of direct communication with the aggregation server 106, or to act on the command of other nearby authorized vehicles to pool bandwidth for real-time delivery and traffic reporting. return. For example, EVE 102 from a network integrated vehicle may be nominated to serve as a local coalition representative. The local coalition representative receives a communication from the aggregation server 106, parses it into individual vehicle portions, transmits the corresponding commands to nearby or adjacent vehicles.
En respuesta, esos vehículos cercanos responden independientemente a su comando, luego cada uno envía una respuesta al representante de la coalición local, el representante de la coalición local agrega o acumula esos informes de respuesta y los informa como una respuesta total combinada al servidor de agregación.In response, those nearby vehicles independently respond to your command, then each sends a response to the local coalition representative, the local coalition representative aggregates or accumulates those response reports and reports them as a combined total response to the aggregation server .
En determinadas realizaciones ejemplares, el EVSE 104 puede ser aprobado por el OEM (fabricante de automóviles) para conectividad bus CAN. En tales realizaciones, el EVE 102 puede incluir equipo para extender la conexión digital del bus CAN en el EVE del vehículo integrado en la red 102 al EVSE 104 mediante, por ejemplo, a través de contactos de acoplamiento 250d y 350d. Esta extensión puede depender de la autorización indicada por un código de "bus CAN autorizado" en la memoria del EVSE 306.In certain exemplary embodiments, the EVSE 104 may be OEM (automobile manufacturer) approved for CAN bus connectivity. In such embodiments, the EVE 102 may include equipment for extending the digital connection of the CAN bus in the integrated vehicle network EVE 102 to the EVSE 104 via, for example, via mating contacts 250d and 350d. This extension may depend on authorization indicated by a "CAN bus authorized" code in the EVSE 306's memory.
En determinadas realizaciones ejemplares en las que se proporciona alimentación trifásica al PEM 204, el EVE 102 puede proporcionar equilibrio de carga a través de la alimentación trifásica. Por ejemplo, un PEM 204 puede ser capaz de extraer de dos fases. El VL 103 puede detectar la tensión más alta en dos fases cualesquiera y hacer que el PEM 204 cambie para usar la potencia de esas dos fases. Esto se puede lograr con el EVE 102 incorporando retardos apropiados y consideración de la caída esperada de la tensión en las dos fases de las que está extrayendo el PEM 204. En esta realización, el EVE 102 proporciona un equilibrio dinámico de carga trifásico.In certain exemplary embodiments where three-phase power is provided to PEM 204, EVE 102 may provide load balancing via three-phase power. For example, a PEM 204 may be capable of two-phase extraction. The VL 103 can sense the highest voltage on any two phases and cause the PEM 204 to switch to use power from those two phases. This can be accomplished with the EVE 102 by incorporating appropriate delays and consideration of the expected voltage drop on the two phases that the PEM 204 is drawing from. In this embodiment, the EVE 102 provides three-phase dynamic load balancing.
La figura 2A representa un sistema de carga de vehículo a vehículo. De acuerdo con una realización ejemplar, el VL 103a de un primer vehículo (el vehículo "donante") incluye una funcionalidad adicional para permitir que aparezca como un EVSE al VL 103b de un segundo vehículo (el vehículo "receptor"). Un cable de comunicación 290 que incluye conectores idénticos en cada extremo para la unión a los conectores 250a, a 250d, permite el flujo de señales entre los vehículos donante y receptor y el flujo de potencia desde el vehículo donante al vehículo receptor. Figure 2A depicts a vehicle-to-vehicle charging system. According to an exemplary embodiment, the VL 103a of a first vehicle (the "donor" vehicle) includes additional functionality to allow it to appear as an EVSE to the VL 103b of a second vehicle (the "recipient" vehicle). A communication cable 290 including identical connectors at each end for attachment to connectors 250a, through 250d, allows signal flow between the donor and recipient vehicles and power flow from the donor vehicle to the recipient vehicle.
El EVE del vehículo donante 102a puede incluir circuitos para generar una señal de capacidad de amperios como si fuera un EVSE compatible con SAE J1772, un EVSE compatible con IEC 62196-2 o similar. El EVE del vehículo donante 102a puede tener circuitos para detectar el EVE receptor 102b como un EVE a cargar. Además, el EVE 102a en el vehículo donante puede ser capaz de activar el PEM y la batería en 120a para generar potencia de corriente alterna similar a una red a partir de la potencia de corriente continua de la batería 202. El EVE 102a o el cable de comunicación 290 proporciona la señal pasiva para el enchufe presente. Por tanto, el EVE 102a y el cable de comunicación 290 juntos aparecen en el EVE 102b del vehículo receptor como si fuera un EVSE. Esto significa que un vehículo con esta funcionalidad y cable de comunicación puede cargar otro vehículo sin ninguna conexión a la red eléctrica. El vehículo receptor no requiere ninguna funcionalidad adicional que no sea la conformidad con las normas SAE J1772 o IEC 62196-2. Opcionalmente, el EVE 102b puede tener equipo de codificación/decodificación adicional para comunicaciones no especificadas en SAE J1772 que incluyen uno o más de: señalización digital en el lado negativo de una clavija de control, señalización digital en el lado negativo de un bus CAN o de un solo cable Ethernet y/o Ethernet portadora de la línea de alimentación a través de los cables de alimentación al EVSE 104. The donor vehicle EVE 102a may include circuitry for generating an amp capacity signal as if it were a SAE J1772 compliant EVSE, an IEC 62196-2 compliant EVSE, or the like. The donor vehicle EVE 102a may have circuitry to detect the recipient EVE 102b as an EVE to be loaded. Additionally, the EVE 102a in the donor vehicle may be able to activate the EMP and battery at 120a to generate grid-like AC power from the DC power of the battery 202. The EVE 102a or cable Communication module 290 provides the passive signal for the present socket. Therefore, the EVE 102a and the communication cable 290 together appear on the receiving vehicle's EVE 102b as if it were an EVSE. This means that a vehicle with this functionality and communication cable can charge another vehicle without any connection to the mains. The receiving vehicle does not require any additional functionality other than compliance with SAE J1772 or IEC 62196-2 standards. Optionally, the EVE 102b may have additional encode/decode equipment for communications not specified in SAE J1772 that include one or more of: digital signaling on the negative side of a control pin, digital signaling on the negative side of a CAN bus, or single cable Ethernet and/or Ethernet carrier power line through the power cables to the EVSE 104.
En una realización ejemplar, ninguno de los vehículos realiza ninguna conexión a tierra durante la carga de vehículo a vehículo. Esto reduce cualquier riesgo de potencial eléctrico (diferencia de tensión) entre la conexión a tierra y cualquier tierra caliente, neutra o del chasis en los vehículos y reduce la necesidad de protección GFI. En otra realización ejemplar, se puede añadir protección GFI al vehículo donante.In an exemplary embodiment, neither vehicle makes any connection to ground during vehicle-to-vehicle charging. This reduces any risk of electrical potential (voltage difference) between ground and any hot, neutral, or chassis grounds on vehicles and reduces the need for GFI protection. In another exemplary embodiment, GFI protection may be added to the donor vehicle.
En otra realización de vehículo donante ejemplar, el EVE 102a puede tener un interruptor físico, botón de software, entrada numérica u otro dispositivo de entrada (no mostrado), que permite al usuario señalar la intención de qué vehículo será el donante, y también permite que el usuario establezca un límite numérico, por ejemplo, en kWh, sobre la transferencia máxima de energía a realizar.In another exemplary donor vehicle embodiment, EVE 102a may have a physical switch, software button, numeric input, or other input device (not shown), which allows the user to signal the intent of which vehicle will be the donor, and also allows that the user establishes a numerical limit, for example, in kWh, on the maximum energy transfer to be carried out.
Haciendo referencia de nuevo a las figuras 1-4, el EVE 102 puede haber almacenado en su memoria 212 atributos del vehículo, incluyendo uno o más números de cuenta, cuentas de medidores de servicios públicos, códigos de autorización, identificadores de vehículos u otros identificadores, cualquiera de los cuales puede estar encriptado, para autorizar el flujo de potencia y/o transacciones financieras con el EVSE 104, el proveedor de carga eléctrica 310, el propietario del edificio u otro cliente eléctrico local, el operador de estacionamiento 311 o el servidor de agregación. Además, el EVE 102 puede tener atributos dinámicos del vehículo, incluyendo registros de energía en kWh acumulada en cada dirección, su provisión registrada de servicios de red y el tiempo que ocupa un espacio de estacionamiento, y mi uso estos atributos dinámicos para calcular pagos o créditos. El EVE 102 puede comunicarse con el EVSE 104, el proveedor de carga eléctrica 310 y el servidor de agregación 300 para una transacción financiera, factura o facturación de servicios de energía y red. Si el EVE 102 no puede comunicarse, por ejemplo, porque la WAN 330 está desconectada en el momento en que se completa el cálculo del crédito o pago, la información puede almacenarse en el EVE y comunicarse más tarde, cuando se restablezca la conexión con la WAN 330. El pago o la liquidación pueden incluir bienes y servicios, tal como kWh de energía de carga, minutos de carga, componentes de facturación basados en el tiempo o relacionados con el sistema, tal como "tarifa fuera de pico" o "absorción de la velocidad del viento en exceso", atributos no eléctricos, tal como "potencia verde", servicios de red controlados localmente y servicios no eléctricos, tal como estacionamiento.Referring again to Figures 1-4, EVE 102 may have stored in its memory 212 vehicle attributes, including one or more account numbers, utility meter accounts, authorization codes, vehicle identifiers, or other identifiers. , any of which may be encrypted, to authorize power flow and/or financial transactions with the EVSE 104, electric charge provider 310, building owner or other local electric customer, parking operator 311, or server of aggregation. In addition, EVE 102 can have dynamic attributes of the vehicle, including records of accumulated kWh energy in each direction, its recorded provision of network services, and the time it occupies a parking space, and my use these dynamic attributes to calculate payments or credits. The EVE 102 may communicate with the EVSE 104, the electric charge provider 310 and the aggregation server 300 for a financial transaction, invoice or billing of energy and network services. If the EVE 102 is unable to communicate, for example, because the WAN 330 is offline at the time the credit or payment calculation is complete, the information can be stored in the EVE and communicated later, when the connection to the WAN is re-established. WAN 330. Payment or settlement may include goods and services, such as kWh of load power, load minutes, time-based or system-related billing components, such as "off-peak rate" or "absorption excess wind speed", non-electric attributes such as "green power", locally controlled grid services and non-electric services such as parking.
La figura 5 es un diagrama de flujo 500 de etapas ejemplares para gestionar el flujo de potencia de acuerdo con realizaciones de la presente invención. Para facilitar la discusión, las etapas del diagrama de flujo 500 se describen con referencia al EVE 102 y al EVSE 104.Figure 5 is a flowchart 500 of exemplary steps for managing power flow in accordance with embodiments of the present invention. For ease of discussion, the steps of flowchart 500 are described with reference to EVE 102 and EVSE 104.
En la etapa 502, el EVE 102 establece comunicación con el EVSE 104. En la etapa 504, el EVE 102 recibe atributos del EVSE desde el EVSE 104. En la etapa 506, el EVE 102 gestiona el flujo de potencia entre el EVE 102 y el EVSE 104 basándose en los atributos del EVSE.In step 502, EVE 102 establishes communication with EVSE 104. In step 504, EVE 102 receives EVSE attributes from EVSE 104. In step 506, EVE 102 manages the power flow between EVE 102 and the EVSE 104 based on the attributes of the EVSE.
La figura 6 es un diagrama de flujo 600 de etapas ejemplares para interactuar con el EVSE 104 para gestionar el flujo de potencia desde la perspectiva del EVE 102.Figure 6 is a flow diagram 600 of exemplary stages for interfacing with the EVSE 104 to manage power flow from the perspective of the EVE 102.
En la etapa 602, el EVE 102 detecta un evento de conexión. En una realización ejemplar, el EVE 102 detecta la presencia de un conector del EVSE 350 mediante el correspondiente conector 250 del EVE 102, por ejemplo, basándose en una señal de presencia de enchufe generada por la clavija 250e. Si se detecta un complemento, el procesamiento pasa a la etapa 604. De lo contrario, el EVE 102 continúa esperando un evento de conexión.At step 602, EVE 102 detects a connection event. In an exemplary embodiment, EVE 102 detects the presence of an EVSE 350 connector via a corresponding EVE 102 connector 250, eg, based on a socket presence signal generated by plug 250e. If a plugin is detected, processing proceeds to step 604. Otherwise, EVE 102 continues to wait for a connect event.
En la etapa 604, el EVE 102 recibe capacidad de potencia desde el EVSE 104. En una realización ejemplar, el EVSE 104 transmite automáticamente su capacidad de conexión en una señal piloto al EVE 102, por ejemplo, de acuerdo con SAE J1772 y/o IEC 62196-2, cuando el EVSE 104 está conectado al EVE 102.In step 604, EVE 102 receives power capability from EVSE 104. In an exemplary embodiment, EVSE 104 automatically transmits its connection capability in a pilot signal to EVE 102, for example, in accordance with SAE J1772 and/or IEC 62196-2, when the EVSE 104 is connected to the EVE 102.
En la etapa 606, el EVE 102 establece comunicación con el EVSE 104. En una realización ejemplar, la comunicación se establece de acuerdo con uno de los métodos descritos anteriormente.At step 606, the EVE 102 establishes communication with the EVSE 104. In an exemplary embodiment, communication is established according to one of the methods described above.
En la etapa 608, el EVE 102 determina si los atributos del EVSE están disponibles en el EVSE 104. Si los atributos del EVSE están disponibles, el procesamiento pasa a la etapa 610. Si los atributos del EVSE no están disponibles, el procesamiento pasa a la etapa 614.At step 608, the EVE 102 determines if the EVSE attributes are available in the EVSE 104. If the EVSE attributes are available, processing proceeds to step 610. If the EVSE attributes are not available, processing proceeds to step 614.
En la etapa 610, el EVE 102 recibe atributos del EVSE. En una realización ejemplar, el VL 103 recibe atributos del EVSE directamente del EVSE 104 mediante uno de los métodos anteriores, tal como comunicación en serie sobre la señal piloto del lado negativo o portadora de línea eléctrica. En una realización ejemplar, los atributos del EVSE incluyen la ubicación de la red, el modelo comercial de carga, la identificación del EVSE única, el límite de flujo de avance dinámico, el límite de flujo de retroceso dinámico y el indicador de potencia de emergencia.In step 610, the EVE 102 receives attributes from the EVSE. In an exemplary embodiment, the VL 103 receives EVSE attributes directly from the EVSE 104 by one of the above methods, such as serial communication on the negative side pilot signal or power line carrier. In an exemplary embodiment, the EVSE attributes include network location, charging business model, unique EVSE ID, dynamic forward flow limit, dynamic backward flow limit, and emergency power indicator. .
En la etapa 612, el EVE 102 establece una copia local de atributos para el EVSE 104. En una realización ejemplar, el VL 103 copia los atributos recibidos desde el EVSE en una copia de esos atributos en la memoria 212.In step 612, the EVE 102 establishes a local copy of attributes for the EVSE 104. In an exemplary embodiment, the VL 103 copies the attributes received from the EVSE into a copy of those attributes in memory 212.
En la etapa 614, que se alcanza si los atributos del EVSE no están disponibles, el EVE 102 establece una copia local de los atributos para el EVSE en valores predeterminados. En una realización ejemplar, el VL 103 establece los valores predeterminados en la memoria local 212; los valores predeterminados pueden incluir atributos para permitir la carga del vehículo, pero no para permitir la retroalimentación o la potencia de emergencia del vehículo.At step 614, which is reached if the EVSE attributes are not available, the EVE 102 sets a local copy of the attributes for the EVSE to default values. In an exemplary embodiment, the VL 103 establishes the default values in the local memory 212; defaults may include attributes to allow vehicle charging, but not to allow vehicle emergency power or feedback.
En la etapa 616, el EVE 102 envía atributos del EVE al EVSE 104. En una realización ejemplar, el VL 103 envía los siguientes atributos ejemplares al EVSE 104: (1) una identificación única del vehículo integrado en la red, (2) facturación permitida y otras relaciones comerciales, tal como números de cuenta válidos o códigos de autorización para la compra de electricidad y tiempo de estacionamiento, (3) cumplimiento de códigos de este vehículo, tal como Certificación IEEE 949 para anti-isla, y (4) capacidades técnicas del vehículo, incluyendo la potencia máxima de salida, si puede producir potencia independientemente de la red eléctrica ("modo de potencia de emergencia"), y otros, (5) si está aprobado para el envío por un servidor de agregación, (6) garantía (o no) de neutro cuando la potencia es proporcionada por un vehículo, y (7) cualquier cuenta y autorización a acreditar por los servicios de red. En la etapa 618, el EVE 102 determina sus parámetros operativos. En una realización ejemplar, el VL 103 determina parámetros operativos, que incluyen la capacidad de potencia de carga y descarga, por ejemplo, en kilovatios, en base a la capacidad de potencia del EVSE, capacidad de potencia del EVE, atributos del EVSE, kWh de la batería y estado de carga y programa de conducción. Por ejemplo, un parámetro operativo, la capacidad de potencia de carga y descarga, puede estar determinado en parte por el nivel de energía actual de la batería 110 ("energía de la batería") y el nivel de energía adicional necesario para cargar la batería 110 por completo ("progreso de la batería"). En la etapa 620, el EVE 102 determina si se conoce la ubicación del EVSE 104. En una realización ejemplar, el VL 103 determina si la información de ubicación está presente en los atributos del EVSE. Si se conoce la ubicación, el procesamiento continúa en la etapa 626. Si no se conoce la ubicación, el procesamiento pasa a la etapa 622.In step 616, the EVE 102 sends EVE attributes to the EVSE 104. In an exemplary embodiment, the VL 103 sends the following exemplary attributes to the EVSE 104: (1) a unique identification of the vehicle integrated into the network, (2) billing and other business relationships, such as valid account numbers or authorization codes for electric purchase and parking time, (3) code compliance of this vehicle, such as IEEE 949 Certification for anti-islanding, and (4) technical capabilities of the vehicle, including maximum power output, whether it can produce power independently of the electrical grid ("emergency power mode"), and others, (5) if approved for delivery by an aggregation server, ( 6) guarantee (or not) of neutral when the power is provided by a vehicle, and (7) any account and authorization to credit for network services. At step 618, EVE 102 determines its operating parameters. In an exemplary embodiment, the VL 103 determines operating parameters, including charge and discharge power capacity, eg, in kilowatts, based on EVSE power capacity, EVE power capacity, EVSE attributes, kWh battery and state of charge and driving program. For example, an operating parameter, charge and discharge power capacity, may be determined in part by the current power level of the battery 110 ("battery power") and the additional power level required to charge the battery. 110 completely ("battery progress"). In step 620, the EVE 102 determines if the location of the EVSE 104 is known. In an exemplary embodiment, the VL 103 determines if the location information is present in the EVSE's attributes. If the location is known, processing continues at step 626. If the location is not known, processing proceeds to step 622.
En la etapa 622, el EVE 102 recibe datos GPS. En una realización ejemplar, el EVE 102 recibe datos de ubicación GPS desde un receptor GPS convencional.At step 622, EVE 102 receives GPS data. In an exemplary embodiment, EVE 102 receives GPS location data from a conventional GPS receiver.
En la etapa 624, el EVE 102 determina la ubicación del EVSE 104. En una realización ejemplar, el VL 103 determina la ubicación del EVSE comparando datos GPS con ubicaciones conocidas para el EVSE 104 e identifica la ubicación conocida más cercana a los datos de ubicación GPS como la ubicación del EVSE 104. Si la ubicación ha sido inferida o basada en GPS, el EVE establece en la memoria 212 un indicador de que la ubicación es "incierta", es decir, puede ser menos fiable que si se establece mediante atributos del EVSE.In step 624, the EVE 102 determines the location of the EVSE 104. In an exemplary embodiment, the VL 103 determines the location of the EVSE by comparing GPS data with locations known to the EVSE 104 and identifies the closest known location to the location data. GPS as the location of the EVSE 104. If the location has been inferred or based on GPS, the EVE sets a flag in memory 212 that the location is "uncertain", that is, That is, it may be less reliable than if it is set by EVSE attributes.
En la etapa 626, el EVE 102 comprueba las autorizaciones. En una realización ejemplar, el VL 103 procesa las autorizaciones verificando la cuenta de electricidad o la información del proveedor de carga eléctrica identificada en los atributos del EVSE. Si se dispone de información sobre la cuenta de electricidad o el proveedor de carga eléctrica, el procesamiento continúa en el bloque 628. De lo contrario, el EVE 102 identifica la autorización como incierta en la etapa 627.In step 626, the EVE 102 checks the authorizations. In an exemplary embodiment, the VL 103 processes authorizations by verifying the electricity bill or electric charge provider information identified in the EVSE attributes. If information about the electric account or electric charge provider is available, processing continues at block 628. Otherwise, EVE 102 identifies the authorization as uncertain at step 627.
En la etapa 628, el EVE 102 procesa las autorizaciones. En una realización ejemplar, si la información del proveedor de la cuenta eléctrica o del proveedor de carga eléctrica está disponible en el EVSE, el VL 103 recupera la información de la cuenta y la autorización y procesa la información para el pago, si es necesario. Si no se proporcionó información de la cuenta, pero se conoce o se infiere la ubicación, y se autoriza una cuenta de electricidad del edificio en la ubicación, el VL 103 puede inferir información de la cuenta. Además, el VL 103 puede determinar si se han recibido autorizaciones adicionales, por ejemplo, para utilizar un servidor de agregación que no sea su servidor de agregación normal, si se le permite retroalimentar y si se le permite proporcionar potencia de emergencia, por ejemplo, en base a atributos del EVSE 104.In step 628, the EVE 102 processes the authorizations. In an exemplary embodiment, if the electric account provider or electric charge provider information is available in the EVSE, the VL 103 retrieves the account and authorization information and processes the information for payment, if necessary. If no account information was provided, but the location is known or inferred, and a building electric account is authorized at the location, the VL 103 can infer account information. In addition, the VL 103 can determine if additional authorizations have been received, for example, to use an aggregation server other than its normal aggregation server, if it is allowed to feed back, and if it is allowed to provide emergency power, for example, based on EVSE 104 attributes.
En la etapa 630, el EVE 102 intentará conectarse a un servidor de agregación 106, si está autorizado. En una realización ejemplar, si el EVSE 104 requiere el uso de un servidor de agregación local y el usuario del vehículo ha autorizado el uso de un servidor de agregación sustituto, entonces el VL 103 intentará conectarse a un servidor de agregación local. De lo contrario, el VL 103 intentará utilizar el servidor de agregación normal para el vehículo. En la etapa 632, el EVE 102 habilita el flujo de potencia. En una realización ejemplar, el VL 103 habilita el flujo de potencia instruyendo al PEM 204 a través del VMS 206.At step 630, EVE 102 will attempt to connect to an aggregation server 106, if authorized. In an exemplary embodiment, if the EVSE 104 requires the use of a local aggregation server and the vehicle user has authorized the use of a substitute aggregation server, then the VL 103 will attempt to connect to a local aggregation server. Otherwise, the VL 103 will try to use the normal aggregation server for the vehicle. At step 632, EVE 102 enables power flow. In an exemplary embodiment, the VL 103 enables power flow by instructing the PEM 204 through the VMS 206.
La figura 7 es un diagrama de flujo 700 de etapas ejemplares para que el EVE 102 interactúe con el servidor de agregación 106 si se establece la conexión con el servidor de agregación 106, o para que funcione de forma autónoma si no se establece la conexión con el servidor de agregación. En cualquier caso, el diagrama de flujo 700 muestra cómo administrar el flujo de potencia desde la perspectiva del EVE 102.7 is a flow diagram 700 of exemplary steps for EVE 102 to interact with aggregation server 106 if connection to aggregation server 106 is established, or to operate autonomously if connection to aggregation server 106 is not established. the aggregation server. In either case, flowchart 700 shows how to manage power flow from the EVE 102 perspective.
En la etapa 702, el EVE 102 determina si está en comunicación con el servidor de agregación 106. En una realización ejemplar, el VL 103 determina si hay comunicación con el servidor de agregación 106. Si hay comunicación con el servidor de agregación 106, el procesamiento pasa a la etapa 704. Si no hay comunicación con el servidor de agregación 106, el procesamiento pasa a la etapa 726 con el EVE 102 operando en un modo autónomo.In step 702, the EVE 102 determines if it is in communication with the aggregation server 106. In an exemplary embodiment, the VL 103 determines if there is communication with the aggregation server 106. If there is communication with the aggregation server 106, the processing proceeds to step 704. If there is no communication with the aggregation server 106, processing proceeds to step 726 with EVE 102 operating in a stand-alone mode.
En la etapa 704, el EVE "se comunica" con el servidor de agregación 106 para establecer la comunicación. En una realización ejemplar, el VL 103 se comunica con el servidor de agregación 106 para establecer protocolos de comunicación y registrar su presencia con el servidor de agregación 106. Esta solicitud es procesada por el servidor de agregación. Véase, por ejemplo, el diagrama de flujo 1100, etapa 1106 descrito a continuación.In step 704, the EVE "communicates" with the aggregation server 106 to establish communication. In an exemplary embodiment, the VL 103 communicates with the aggregation server 106 to establish communication protocols and register its presence with the aggregation server 106. This request is processed by the aggregation server. See, for example, flow chart 1100, step 1106 described below.
En la etapa 706, el EVE 102 envía parámetros operativos del EVE al servidor de agregación 106. En una realización ejemplar, el VL 103 puede enviar al servidor de agregación parámetros operativos del EVE, que incluyen los calculados por el VL 103, así como los copiados desde los atributos del EVE y los copiados desde los atributos del EVSE.In step 706, EVE 102 sends EVE operational parameters to aggregation server 106. In an exemplary embodiment, VL 103 may send EVE operational parameters to the aggregation server, including those calculated by VL 103, as well as copied from EVE attributes and those copied from EVSE attributes.
En la etapa 708, el EVE 102 sincroniza su programa de conducción, también denominado "predicciones de próximos viajes". En una realización ejemplar, el VL 103 y el servidor de agregación 106 mantienen cada uno un programa de conducción para el vehículo en el que se encuentra el EVE 102. El programa de conducción puede ser una predicción de viajes futuros, basada en aportaciones humanas y, opcionalmente, predicciones informáticas. En una realización ejemplar, las entradas humanas tienen una marca de tiempo cuando se ingresan, y los programas de conducción se sincronizan de manera que, en caso de un conflicto entre los programas en el EVE y los del servidor de agregación, las entradas humanas anulan las predicciones de informáticas y las entradas humanas más recientes anulan las entradas anteriores. En otra realización ejemplar no mostrada explícitamente en la etapa 708, si el servidor de agregación no es conocido y fiable, el EVE 102 puede restringir el envío a un programa de conducción limitado, por ejemplo, enviando solo la próxima hora de salida al agregador de un operador de estacionamiento. En la etapa 710, el EVE 102 transmite opcionalmente datos guardados al servidor de agregación. En una realización ejemplar, el VL 103 comprueba los datos almacenados mientras el EVE 102 funcionaba en un modo autónomo, por ejemplo, debido a un fallo de comunicación anterior con el servidor de agregación 106, descrito a continuación con referencia a las etapas 726-736 del diagrama de flujo 700. Los datos almacenados pueden incluir servicios de carga o de red realizados previamente y almacenados en un registro en la memoria 212 mientras que el VL 103 no estaba en comunicación con el servidor de agregación 106.At step 708, EVE 102 synchronizes its driving schedule, also referred to as "next trip predictions." In an exemplary embodiment, the VL 103 and the aggregation server 106 each maintain a driving schedule for the vehicle that the EVE 102 is in. The driving schedule may be a prediction of future trips, based on human input and , optionally, computer predictions. In an exemplary embodiment, the human inputs are timestamped when entered, and the driving programs are synchronized such that, in the event of a conflict between the programs on EVE and those on the aggregation server, the human inputs override the most recent computer predictions and human inputs override previous inputs. In another exemplary embodiment not shown explicitly at step 708, if the aggregation server is not known and trusted, EVE 102 may restrict sending to a limited driving schedule, for example, sending only the next departure time to the aggregator. a parking attendant. At step 710, EVE 102 optionally transmits saved data to the aggregation server. In an exemplary embodiment, VL 103 checks data stored while EVE 102 was operating in a stand-alone mode, eg, due to a previous communication failure with aggregation server 106, described below with reference to steps 726-736. of flowchart 700. The stored data may include previously performed network or charging services stored in a record in memory 212 while the VL 103 was not in communication with the aggregation server 106.
En la etapa 712, el EVE 102 determina su capacidad disponible. En una realización ejemplar, el VL 103 determina la capacidad de potencia disponible basándose en los parámetros operativos del EVE, a su vez basándose en la energía de la batería, el avance de la batería, el programa de conducción, los atributos del EVE y los atributos del EVSE. El programa de conducción puede afectar la capacidad disponible de varias formas. Por ejemplo, si el vehículo está programado para ser conducido en menos de una hora una distancia que requeriría el 75 % de la energía de la batería, el VL 103 puede determinar que menos de la capacidad de potencia total está disponible actualmente o que no hay capacidad disponible actualmente. En una realización ejemplar, el EVE 102 determina el efecto sobre la batería de alcanzar y mantener varios niveles de carga (por ejemplo, según las especificaciones del fabricante de la batería) y basa los cálculos de capacidad disponible en cargar la batería a un nivel justo suficiente para que el vehículo eléctrico realice los viajes previstos determinados según el programa de conducción, al tiempo que se minimiza el desgaste de la batería, para prolongar su vida útil.At step 712, EVE 102 determines its available capacity. In an exemplary embodiment, the VL 103 determines the available power capacity based on the operating parameters of the EVE, in turn based on the battery power, battery advance, driving program, EVE attributes and EVSE attributes. The driving schedule can affect available capacity in several ways. For example, if the vehicle is scheduled to be driven in less than an hour a distance that would require 75% battery power, the VL 103 can determine that less than full power capacity is currently available or that there is no currently available capacity. In an exemplary embodiment, EVE 102 determines the effect on the battery of reaching and maintaining various charge levels (for example, based on battery manufacturer specifications) and bases available capacity calculations on charging the battery to a fair level. enough for the electric vehicle to make the planned trips determined according to the driving schedule, while minimizing battery wear, to prolong its useful life.
En la etapa 714, el EVE 102 informa de su capacidad disponible al servidor de agregación 106. En una realización ejemplar, el VL 103 comunica la capacidad disponible al servidor de agregación 106.In step 714, EVE 102 reports its available capacity to aggregation server 106. In an exemplary embodiment, VL 103 reports available capacity to aggregation server 106.
En la etapa 716, el EVE 102 recibe señales de envío desde el servidor de agregación 106. En una realización ejemplar, el VL 103 recibe señales de envío desde el servidor de agregación 106. Las señales de envío desde el servidor de agregación incluyen solicitudes para recibir o suministrar potencia a la red 108. Como se indica a continuación con referencia al diagrama de flujo 1300, etapas 1304 y 1306, el servidor de agregación no solicitará potencia hacia o desde vehículos a una capacidad superior a la indicada.In step 716, EVE 102 receives push signals from aggregation server 106. In an exemplary embodiment, VL 103 receives push signals from aggregation server 106. Push signals from aggregation server include requests for receive or supply power to the network 108. As indicated below with reference to flowchart 1300, steps 1304 and 1306, the aggregation server will not request power to or from vehicles at a capacity greater than indicated.
En la etapa 718, el EVE 102 controla el flujo de potencia entre el EVE 102 y la red 108. En una realización ejemplar, el VL 103 controla el flujo de potencia entre el EVE 102 y la red 108 a través del EVSE 104 basándose en la señal de envío procesada en 716. El flujo de potencia puede ser hacia o desde la red 108.In step 718, EVE 102 controls the power flow between EVE 102 and network 108. In an exemplary embodiment, VL 103 controls power flow between EVE 102 and network 108 through EVSE 104 based on the send signal processed at 716. The power flow may be to or from the network 108.
En la etapa 720, el EVE 102 mide el flujo de potencia real. En una realización ejemplar, el VL 103 recibe una señal de flujo de potencia desde el PEM 204 que indica el flujo de potencia real entre el EVE 102 y la red 108. En otra realización, el VL mide directamente la potencia usando el sensor 220 de corriente y la tensión desde el PME 204, combinando los dos para calcular la potencia.At step 720, the EVE 102 measures the actual power flow. In an exemplary embodiment, VL 103 receives a power flow signal from PEM 204 indicating the actual power flow between EVE 102 and network 108. In another embodiment, VL directly measures power using power sensor 220. current and voltage from the PME 204, combining the two to calculate power.
En la etapa 722, el EVE 102 informa del flujo de potencia medido. En una realización ejemplar, el VL 103 notifica el flujo de potencia medido al servidor de agregación 106.At step 722, the EVE 102 reports the measured power flow. In an exemplary embodiment, the VL 103 reports the measured power flow to the aggregation server 106.
En la etapa 724, el EVE 102 determina si la respuesta al envío debe finalizar. Si no, el procesamiento continúa en el bloque 712 con un informe actualizado sobre la capacidad o el bloque 716 con la recepción de otra señal de envío. Si es así, el procesamiento finaliza. El procesamiento puede finalizar, por ejemplo, si el EVE determina que debe cambiar a carga solamente, si hay una desconexión entre el EVE 102 y el servidor de agregación 106, el vehículo está desenchufado, hay una pérdida de potencia de la red y/o se produce un fallo.At step 724, the EVE 102 determines whether the response to the send should end. If not, processing continues at block 712 with an updated capacity report or block 716 with receipt of another send signal. If so, processing ends. Processing may end, for example, if EVE determines that it should switch to charging only, if there is a disconnect between EVE 102 and aggregation server 106, the vehicle is unplugged, there is a loss of network power, and/or an error occurs.
Si el flujo de potencia debe continuar, en la etapa 725, el VL 103 determina si ajustar la capacidad informada en la etapa 714. Si se va a ajustar la capacidad informada, el procesamiento puede continuar en la etapa 712 periódicamente, por ejemplo, cada 15 minutos, y/o en respuesta a una discrepancia entre la capacidad especificada en la señal de envío y las mediciones de potencia real en la etapa 720. Si no se va a ajustar la capacidad informada, el procesamiento puede continuar en la etapa 716 periódicamente, por ejemplo, cada 5 minutos, y/o en respuesta a una hora de finalización especificada en la señal de envío recibida en la etapa 716.If the power flow is to continue, at step 725, the VL 103 determines whether to adjust the reported capacity at step 714. If the reported capacity is to be adjusted, processing may continue at step 712 periodically, eg, every 15 minutes, and/or in response to a discrepancy between the capacity specified in the send signal and the actual power measurements in step 720. If the reported capacity is not to be adjusted, processing may continue at step 716 periodically eg, every 5 minutes, and/or in response to an end time specified in the send signal received in step 716.
En la etapa 726, que se alcanza si el EVE 102 no puede establecer comunicación con el servidor de agregación 106, el EVE 102 entra en un modo autónomo.At step 726, which is reached if the EVE 102 cannot establish communication with the aggregation server 106, the EVE 102 enters an autonomous mode.
En la etapa 728, el EVE 102 desactiva el control por servidor de agregación y activa el control autónomo. En una realización ejemplar, el VL 103 desactiva todos los servicios de red controlados por agregadores y activa los servicios de red en función de la información local, por ejemplo, carga y prestación de servicios basados en la detección local, tal como detección de frecuencia local y potencia reactiva, o simplemente cargando fuera de horas pico.At step 728, the EVE 102 deactivates aggregation server control and activates autonomous control. In an exemplary embodiment, the VL 103 deactivates all network services controlled by aggregators and activates network services based on local information, for example, charging and providing services based on local detection, such as local frequency detection. and reactive power, or simply charging off-peak.
En la etapa 729, el EVE 102 determina si cobrar y/o qué servicios locales proporcionar. En una realización ejemplar, el VL 103 decide proporcionar servicios de red local, basándose en los parámetros operativos del EVE, incluyendo los atributos del EVSE y el programa de conducción en la memoria 212 del VL detectando las condiciones de la red local, tales como frecuencia, tensión o potencia reactiva. En otra realización ejemplar, el VL 103 puede determinar a partir de los parámetros operativos del EVE en la memoria 212 establecer la corriente de carga a cero y esperar tarifas eléctricas fuera de horas pico, luego cargar hasta la carga necesaria para el siguiente viaje comenzando cuando esas tarifas entren en vigor.At step 729, EVE 102 determines whether to charge and/or what local services to provide. In an exemplary embodiment, the VL 103 decides to provide local network services, based on the EVE's operating parameters, including the EVSE attributes and the driving program in the VL's memory 212 by detecting local network conditions, such as frequency , voltage or reactive power. In another exemplary embodiment, the VL 103 may determine from the EVE operating parameters in memory 212 to set the charging current to zero and wait for off-peak electric rates, then charge to the charge needed for the next trip beginning when those rates take effect.
En la etapa 730, el EVE 102 controla el flujo de potencia (por ejemplo, carga o descarga). En una realización ejemplar, el VL 103 se carga y descarga basándose en las determinaciones realizadas en la etapa 729.At step 730, the EVE 102 controls the flow of power (eg, charging or discharging). In an exemplary embodiment, the VL 103 is uploaded and downloaded based on the determinations made in step 729.
En la etapa 732, el EVE 102 proporciona opcionalmente servicios de red local. At step 732, EVE 102 optionally provides local network services.
En la etapa 734, el EVE 102 registra las transacciones de flujo de potencia. En una realización ejemplar, el VL 103 registra todas las transacciones de flujo de potencia y servicios de red local mientras el EVE 102 se desconecta del servidor de agregación 106 para informes posteriores cuando la comunicación con el servidor de agregación 106 se establece o restablece (ver la etapa 710).At step 734, EVE 102 records the power flow transactions. In an exemplary embodiment, the VL 103 records all power flow and local network service transactions while the EVE 102 disconnects from the aggregation server 106 for later reporting when communication with the aggregation server 106 is established or re-established (see step 710).
En la etapa 736, el EVE 102 finaliza el modo de procesamiento autónomo. En una realización ejemplar, el VL 103 finaliza el procesamiento autónomo en respuesta al restablecimiento de la conexión con el servidor de agregación o desconectando el EVE 102 del EVSE 104.At step 736, the EVE 102 ends the autonomous processing mode. In an exemplary embodiment, the VL 103 ends autonomous processing in response to reestablishing the connection to the aggregation server or by disconnecting the EVE 102 from the EVSE 104.
La figura 8 es un diagrama de flujo 800 de etapas ejemplares para suministrar potencia desde el EVE 102 en caso de un corte de potencia.Figure 8 is a flowchart 800 of exemplary stages for supplying power from the EVE 102 in the event of a power outage.
En la etapa 802, el EVE 102 determina si hay pérdida de potencia de la red. En una realización ejemplar, el PEM 204 detecta la pérdida de potencia de una manera convencional y el VL 103 determina que hay una pérdida de potencia de la red a través de la comunicación con el PEM 204. Si hay una pérdida de potencia de la red, el procesamiento continúa en la etapa 804. De lo contrario, el VL 103 continúa verificando periódicamente la pérdida de potencia de la red, mientras realiza las otras etapas de procesamiento del diagrama de flujo 700.At step 802, EVE 102 determines if there is loss of network power. In an exemplary embodiment, the PEM 204 detects power loss in a conventional manner and the VL 103 determines that there is a loss of network power through communication with the PEM 204. If there is a loss of network power , processing continues at step 804. Otherwise, VL 103 continues to periodically check for loss of network power, while performing the other processing steps of flowchart 700.
En la etapa 804, el EVE 102 detiene el flujo de potencia a la red 108. En una realización ejemplar, el VL 103 instruye inmediatamente al PEM 104 para que no suministre potencia (esta es una disposición anti-isla típica). Esto se hace antes de cualquier otro procesamiento y, en una realización ejemplar, se puede realizar en un nivel inferior de hardware o por otros medios para asegurar un corte a prueba de fallos.At step 804, EVE 102 stops power flow to network 108. In an exemplary embodiment, VL 103 immediately instructs PEM 104 not to supply power (this is a typical anti-islanding arrangement). This is done before any other processing and, in an exemplary embodiment, may be done at a lower level of hardware or by other means to ensure fail-safe cutting.
En la etapa 806, el EVE 102 determina si el EVSE 104 lo autorizó para su uso en caso de pérdida de potencia de la red, y si tiene la capacidad para hacerlo. En una realización ejemplar, el VL 103 determina si se ha recibido un atributo del EVSE que indica que el EVSE 104 está autorizado para recibir potencia (por ejemplo, ha sido aprobado por un electricista con el equipo adecuado instalado) en caso de pérdida de potencia de la red. Si se autoriza el EVSE 104, el procesamiento continúa en la etapa 812. De lo contrario, el VL 103 deja de suministrar/no suministrará potencia desde el EVE 102 al EVSE 104.In step 806, the EVE 102 determines if the EVSE 104 authorized it for use in case of loss of network power, and if it has the capability to do so. In an exemplary embodiment, the VL 103 determines whether an attribute has been received from the EVSE indicating that the EVSE 104 is authorized to receive power (eg, it has been approved by an electrician with the appropriate equipment installed) in the event of power loss. of the network. If the EVSE 104 is authorized, processing continues at step 812. Otherwise, the VL 103 stops/will not supply power from the EVE 102 to the EVSE 104.
En la etapa 808, el EVE 102 determina si el EVSE 104 está aislado de la red 108. En una realización ejemplar, el VL 103 determina si el EVSE 104 está aislado en base a una indicación positiva del EVSE 104 o de otro dispositivo, por ejemplo, un interruptor de aislamiento de edificio manual o automático. Si el EVSE 104 está aislado, el procesamiento continúa en la etapa 810. De lo contrario, el VL 103 deja de suministrar, o no suministrará, potencia desde el EVE 102 al EVSE 104. Los códigos eléctricos existentes requieren un interruptor de aislamiento para aislar eléctricamente las cargas del edificio desde la red muerta. Estos códigos requieren este aislamiento de la red 108 antes de arrancar un generador de emergencia para activar el edificio o el lado de la carga. En una realización ejemplar, el EVSE 104 procesa la verificación requerida del aislamiento desde el interruptor de aislamiento, e indica al EVE 102 que posteriormente debería ser la fuente de generación de potencia eléctrica.At step 808, the EVE 102 determines if the EVSE 104 is isolated from the network 108. In an exemplary embodiment, the VL 103 determines if the EVSE 104 is isolated based on a positive indication from the EVSE 104 or another device, e.g. example, a manual or automatic building isolator switch. If the EVSE 104 is isolated, processing continues at step 810. Otherwise, the VL 103 stops, or will not, supply power from the EVE 102 to the EVSE 104. Existing electrical codes require an isolation switch to isolate electrically the building loads from the dead network. These codes require this isolation from the 108 grid before starting an emergency generator to activate the building or load side. In an exemplary embodiment, the EVSE 104 processes the required insulation verification from the isolation switch, and indicates to the EVE 102 that it should subsequently be the source of electrical power generation.
Se puede usar un interruptor de aislamiento estándar, o un interruptor de aislamiento modificado, para detectar la pérdida de potencia de la red, para desconectar el edificio/casa o la carga de la red 108, y para señalar que este aislamiento se ha logrado mediante un cable etiquetado, por ejemplo, "generador de arranque" conectado al EVSE 104. El EVSE 104 se puede configurar para uso de potencia de emergencia estableciendo un atributo del EVSE estático, por ejemplo, "indicador de potencia de emergencia", que indica que un electricista calificado ha confirmado que el interruptor de aislamiento está instalado correctamente, que está conectado correctamente al EVSE 104 y posiblemente que se proporciona un transformador de derivación central como se especifica a continuación. Además, se pueden usar tres atributos dinámicos para señalar la preparación para generar, por ejemplo, (1) atributo de EVSE dinámico que indica que el "generador de arranque" o una señal similar del interruptor de aislamiento está encendido, (2) atributo de EVSE dinámico que indica que el transformador de derivación central está conectado por contactores y (3) el atributo de EVSE dinámico que indica que el vehículo actualmente enchufado es capaz de este tipo de modo de generación. Al igual que con otros atributos del EVSE, estos atributos estáticos y dinámicos se transmiten al EVE 102. En una realización ejemplar de la invención, el EVE 102 no ordenará al vehículo que produzca potencia a menos que estos atributos del EVSE estén configurados correctamente, y a menos que el atributo que indica que el interruptor de aislamiento está funcionando continúe encendido. Para conexiones eléctricas neutras de derivación central monofásicas, se puede agregar al EVSE 104 un inductor de 240 V de derivación central, con la misma potencia nominal que la salida máxima del circuito del EVSE. El inductor de 240 V de la derivación central se puede desconectar normalmente del EVSE 104 mediante contactores o relés. Cuando el vehículo integrado en la red proporciona potencia de emergencia, el inductor puede conectarse a través de los 240 VCA del vehículo. Esta configuración permite que un vehículo que proporciona 240 voltios, pero sin neutro de toma central, se alimente a un sistema eléctrico neutro de derivación central del edificio. Un experto en la técnica entenderá a partir de la descripción de este documento cómo un edificio trifásico puede usar de manera similar un transformador correspondiente en configuración Y o Delta.A standard isolating switch, or a modified isolating switch, can be used to detect loss of mains power, to disconnect the building/house or load from the mains 108, and to signal that this isolation has been achieved by a labeled wire, for example, "starter generator" connected to the EVSE 104. The EVSE 104 can be configured for emergency power use by setting an attribute of the static EVSE, for example, "emergency power flag", which indicates that a qualified electrician has confirmed that the isolating switch is installed correctly, that it is properly connected to the EVSE 104, and possibly that a center tap transformer is provided as specified below. In addition, three dynamic attributes can be used to signal readiness to generate, for example, (1) dynamic EVSE attribute indicating that the "start generator" or similar isolator switch signal is on, (2) dynamic EVSE indicating that the center tap transformer is connected by contactors and (3) the dynamic EVSE attribute indicating that the currently plugged in vehicle is capable of this type of generating mode. As with other EVSE attributes, these static and dynamic attributes are transmitted to EVE 102. In an exemplary embodiment of the invention, EVE 102 will not command the vehicle to produce power unless these EVSE attributes are configured correctly, and unless the attribute indicating that the isolation switch is working remains on. For single-phase center-tapped neutral electrical connections, a 240V center-tapped inductor can be added to the EVSE 104, rated the same power as the EVSE's maximum circuit output. The center tap 240V inductor can be normally disconnected from the EVSE 104 via contactors or relays. When the on-grid vehicle provides emergency power, the inductor can be connected via the vehicle's 240VAC. This configuration allows a vehicle that provides 240 volts, but no center tapped neutral, to be fed into a building center tapped neutral electrical system. A person skilled in the art will understand from the description of this document how a three-phase building can similarly use a corresponding transformer in Y or Delta configuration.
En la etapa 810, el EVE 102 proporciona potencia al EVSE 104. En una realización ejemplar, el VL 103 ordena al PEM 204 que entregue potencia al EVSE 104, por ejemplo, para alimentar la casa en caso de corte de potencia, por ejemplo.In step 810, the EVE 102 provides power to the EVSE 104. In an exemplary embodiment, the VL 103 commands the PEM 204 to deliver power to the EVSE 104, for example, to feed the house in the event of a power outage, e.g. example.
En la etapa 812, el EVE 102 determina si debe finalizar el suministro de potencia de emergencia. En una realización ejemplar, el VL 103 determina que el EVE 102 debe dejar de suministrar potencia de emergencia cuando se detecta un fallo, se detecta que la potencia de la red o la carga de la batería cae por debajo de un umbral, por ejemplo, por debajo del 15 %. Si el EVE 102 determina que debería continuar suministrando potencia de emergencia, el procesamiento continúa en la etapa 806.At step 812, the EVE 102 determines whether to terminate the emergency power supply. In an exemplary embodiment, the VL 103 determines that the EVE 102 should stop supplying emergency power when a fault is detected, grid power or battery charge is detected to fall below a threshold, for example, below 15%. If EVE 102 determines that it should continue to supply emergency power, processing continues at step 806.
En la etapa 814, el EVE 102 deja de suministrar potencia. En una realización ejemplar, el VL 103 ordena al PEM 204 que deje de suministrar, o no suministre, potencia desde el EVE 102 al EVSE 104. Si se alcanzó el umbral debido a batería baja, el VL 103 puede apagar adicionalmente el EVE 102 para conservar la potencia de la batería.At step 814, the EVE 102 stops supplying power. In an exemplary embodiment, the VL 103 commands the PEM 204 to stop supplying, or not supplying, power from the EVE 102 to the EVSE 104. If the threshold due to low battery was reached, the VL 103 may additionally turn off the EVE 102 to conserve battery power.
Aunque se muestran realizaciones de la invención para controlar la potencia a un vehículo integrado en la red, el VL 103 puede usarse para controlar otros dispositivos con capacidad de almacenamiento y con cierta previsibilidad sobre el tiempo que la energía necesita ser extraída del almacenamiento. Por ejemplo, las realizaciones de la invención pueden aplicarse a calentadores de espacio de almacenamiento u hornos de almacenamiento, que de manera similar tienen un uso predecible (en clima frío) y que pueden cargarse (con calor) cronometrando la entrada de energía para proporcionar servicios de red. En tales realizaciones, el almacenamiento de calor puede configurarse de manera que solo se proporcione un flujo de potencia eléctrica unidireccional al calentador de espacio de almacenamiento, no la extracción de electricidad del almacenamiento de calor. El EVE 102 funciona como se describe en la presente invención, con adaptaciones como poner a cero el parámetro límite de flujo inverso, y en lugar de predecir la capacidad de la batería, el tiempo y la duración de los viajes, el EVE 102 predice las necesidades del edificio o de los ocupantes de servicios de calefacción tal como el espacio, calor, enfriamiento, agua caliente o platos limpios. Otros usos de la electricidad de los edificios que implican el almacenamiento de energía y, por lo tanto, la gestión potencial, tal como el enfriamiento o el calentamiento de agua, pueden controlarse de forma similar mediante el VL 103.Although embodiments of the invention are shown to control power to an on-grid vehicle, the VL 103 can be used to control other devices with storage capacity and with some predictability about the time that power needs to be drawn from storage. For example, embodiments of the invention can be applied to storage space heaters or storage furnaces, which similarly have predictable use (in cold weather) and can be loaded (with heat) by timing power input to provide services. network. In such embodiments, the heat storage may be configured such that only one-way electrical power flow is provided to the storage space heater, not the extraction of electricity from the heat storage. The EVE 102 operates as described in the present invention, with adaptations such as zeroing the reverse flow limit parameter, and instead of predicting battery capacity, time, and trip duration, the EVE 102 predicts the building or occupant needs for heating services such as space, heat, cooling, hot water, or clean dishes. Other building electricity uses that involve energy storage and therefore potential management, such as cooling or heating water, can be similarly controlled by the VL 103.
Un algoritmo ejemplar para configurar el VL 103 dentro del EVE 102 para implementar las etapas descritas anteriormente con referencia a las figuras 6-8 se proporciona ahora.An exemplary algorithm for configuring the VL 103 within the EVE 102 to implement the steps described above with reference to Figures 6-8 is now provided.
ALGORITMOVL EJEMPLAREXEMPLARY MOVING ALGORITHM
Procesamiento invocado al conectar el vehículo al EVSEProcessing invoked when connecting the vehicle to the EVSE
Recibir la capacidad de potencia del EVSE através de la señal pilotoReceive EVSE power capability via pilot signal
IF comunicaciones del EVSE,IF EVSE communications,
THEN obtener los atributos del EVSE, enviar los atributos del vehículo al EVSE ELSE usar valores predeterminados para atributosTHEN get attributes from EVSE, send vehicle attributes to EVSE ELSE use default values for attributes
Calcule la capacidad de potencia de carga y descarga en kW, según la capacidad de potencia del EVSE, la capacidad de potencia del EVE, los atributos del EVSE, los kWhy el estado de carga de la batería, el programa de conducción, etc.Calculate the charge and discharge power capacity in kW, based on EVSE power capacity, EVE power capacity, EVSE attributes, kWh, battery state of charge, driving schedule, etc.
IF ubicación de la red en atributos del EVSEIF network location in EVSE attributes
THENprocesar la ubicación de la red desde el EVSETHENprocess the network location from the EVSE
ELSE obtener la ubicación GPS e inferir o aproximar los parámetros de ubicaciónELSE get GPS location and infer or approximate location parameters
IF cuenta eléctrica, proveedor de carga eléctrica, etc. disponible en el EVSE THEN obtener la cuenta y las autorizacionesIF electric account, electric charge provider, etc. available in the EVSE THEN obtain the account and authorizations
ELSE hacermejores inferencias sobre la cuenta, marcada como incierta Procesar autorizaciones del EVSE que incluyen:ELSE make better inferences about the account, marked as uncertain Process EVSE authorizations that include:
Ok para cobrar, pago requerido/no, retroalimentación permitida, acción en caso de pérdida de potencia de la red, servidor de agregación requerido, dirección IP localOk to collect, payment required/no, feedback allowed, action in case of network power loss, aggregation server required, local IP address
IF EVSE requiere un agregador local y el conductor ha autorizado la sustitución THEN intentar comunicarse con el servidor de agregación localIF EVSE requires a local aggregator and the driver has authorized the substitution THEN attempt to communicate with the local aggregator server
ELSE intentar utilizar el servidor de agregación normal del vehículo IF se logra la conexión a cualquier agregadorELSE attempt to use the vehicle's normal aggregation server IF connection to any aggregator is successful
THENTHEN
modo conectado(comando e informes en tiempo real),connected mode(command and reports in real time),
Si agregador normalif normal aggregator
THEN Permitir transferencias de datos privadosTHEN Allow private data transfers
ELSE restringir las transferencias de datosELSE restrict data transfers
ELSEModo autónomo(por ejemplo, datos de registro)ELSEStandalone mode(for example, log data)
Modo conectado, cuando está conectado al agregadorConnected mode, when you are connected to the aggregator
Acuerdo con el servidor de agregaciónAgreement with the aggregation server
Si se permiten transferencias de datos privadosWhether private data transfers are allowed
THEN Sincronizar el programa de conducción enel VL y el servidor de agregaciónTHEN Synchronize the driving program on the VL and the server aggregation
Transmitir al servidor de agregación cualquier dato guardado sobre carga previa o servicios de red mientras esté desconectadoTransmit to the aggregation server any saved data about pre-loading or network services while offline
Determinar la capacidad de potencia disponible ahora según el programa de conducción, los atributos del EVE y del EVSE, etc.Determine the power capacity available now based on the drive schedule, EVE and EVSE attributes, etc.
Informar de la capacidad de potencia al servidor de agregaciónReport power capacity to aggregation server
REPEATREPEAT
Recibir la señal de envío desde el agregadorReceive the sending signal from the aggregator
Ordenar al VMS que cargue o descargue la bateríaCommand the VMS to charge or discharge the battery
Medir el flujo de potencia resultante hacia/desde la redMeasure the resulting power flow to/from the network
Informar del flujo de potencia al agregadorInform the flow of power to the aggregator
Ajustar la capacidad de potencia informada según las n respuestas anteriores, el estado de carga de la batería, etc.Adjust the reported power capacity based on the previous n answers, the state of charge of the battery, etc.
UNTIL agregador desconectado, vehículo desconectado, pérdida de potencia de la red o falloUNTIL aggregator disconnected, vehicle disconnected, network power loss or failure
Modo autónomo, conectado al EVSE, pero no conectado al servidor de agregación Entrar en modo autónomoStandalone mode, connected to EVSE, but not connected to aggregation server Enter standalone mode
Desactivar todos los servicios de control automático de generación (AGC) Activar los servicios de red basados en información local, incluyendoDeactivate all automatic generation control (AGC) services Activate network services based on local information, including
Carga, prestación de servicios basados en detección local,Charging, provision of services based on local detection,
por ejemplo, detección de frecuencia local y corrección de potencia reactivae.g. local frequency detection and reactive power correction
REPEATREPEAT
Cargar/descargar según la hora del día, el programa de conducción y los serviciosLoad/unload based on time of day, driving schedule and services
Proporcionar servicios de red local como sea posibleProvide local network services as possible
Registrar todas las transacciones para informes posteriores cuando se vuelva a conectarLog all transactions for later reporting when reconnected
UNTIL reconectar al agregador o desconectar del EVSEUNTIL reconnect to aggregator or disconnect from EVSE
Procesamiento en caso de pérdida de potencia de la redProcessing in case of network power loss
Detener cualquier flujo de potencia desde el EVE a la red (protección anti-isla) IF NOT autorizar la potencia de emergencia localStop any power flow from the EVE to the grid (anti-islanding protection) IF NOT authorize local emergency power
THEN apagar la potencia del vehículoTHEN turn off vehicle power
ELSE REPEAT IF aislamiento del edificio de la red confirmadoELSE REPEAT IF building isolation from network confirmed
THEN activar el edificio desde el EVETHEN activate the building from the EVE
UNTIL fallo OR edificio no aislado ORUNTIL fault OR building not isolated OR
potencia de la red restaurada OR batería demasiado bajamains power restored OR battery too low
FIN DEL ALGORITMO VLEND OF VL ALGORITHM
La figura 9 es un diagrama de flujo 900 de etapas ejemplares tomadas por el EVSE para gestionar el flujo de potencia de acuerdo con aspectos de la presente invención.9 is a flowchart 900 of exemplary steps taken by the EVSE to manage power flow in accordance with aspects of the present invention.
En la etapa 902, el EVSE 104 mantiene los atributos del EVSE. En una realización ejemplar, el mantenimiento de los atributos del EVSE puede incluir la inicialización de los atributos del EVSE estáticos y la firma digital por parte del personal autorizado, y la actualización de los atributos del EVSE dinámicos mediante el microprocesador 304 del EVSE.In step 902, the EVSE 104 maintains the attributes of the EVSE. In an exemplary embodiment, maintenance of the EVSE attributes may include initialization of the static EVSE attributes and digital signature by authorized personnel, and updating of the dynamic EVSE attributes by the EVSE microprocessor 304.
En la etapa 904, el EVSE 104 establece comunicación con el EVE 102. En una realización ejemplar, el EVSE 104 establece comunicación con el VL 103 del EVE 102. En la etapa 906, el EVSE 104 transmite los atributos del EVSE mantenidos al EVE 102. En una realización ejemplar, el EVSE 104 transmite los atributos del EVSE al VL 103 del EVE 102.In step 904, the EVSE 104 establishes communication with the EVE 102. In an exemplary embodiment, the EVSE 104 establishes communication with the VL 103 of the EVE 102. In step 906, the EVSE 104 transmits the maintained EVSE attributes to the EVE 102 In an exemplary embodiment, the EVSE 104 transmits the EVSE attributes to the VL 103 of the EVE 102.
La figura 10 es un diagrama de flujo 1000 de etapas ejemplares para interconectar el EVSE 104 con el EVE 102 para administrar el flujo de potencia desde la perspectiva del EVSE 104.10 is a flow diagram 1000 of exemplary stages for interfacing the EVSE 104 with the EVE 102 to manage power flow from the perspective of the EVSE 104.
En la etapa 1002, el EVSE 104 detecta un evento de conexión. En una realización ejemplar, el EVSE 104 detecta la presencia de un conector del EVE 250 mediante el correspondiente conector 350 del EVSE 104, por ejemplo, basándose en una señal de presencia de enchufe generada por la clavija 350e. Si se detecta un complemento, el procesamiento pasa a la etapa 1004. De lo contrario, el EVSE 104 continúa esperando un evento de complemento. At step 1002, the EVSE 104 detects a connection event. In an exemplary embodiment, the EVSE 104 detects the presence of an EVE 250 connector via a corresponding EVSE 104 connector 350, eg, based on a socket presence signal generated by the plug 350e. If a plugin is detected, processing proceeds to step 1004. Otherwise, the EVSE 104 continues to wait for a plugin event.
En la etapa 1004, el EVSE 104 establece comunicación con el EVE 102. En una realización ejemplar, la comunicación se establece de acuerdo con uno de los métodos descritos anteriormente.In step 1004, the EVSE 104 establishes communication with the EVE 102. In an exemplary embodiment, communication is established according to one of the methods described above.
En la etapa 1006, el EVSE 104 transfiere atributos. En una realización ejemplar, el microprocesador 304 recupera atributos del EVSE desde la memoria 306 y transmite los atributos del EVSE al VL 103. Además, el EVSE 104 recibe atributos del EVE desde el EVE 102 y los almacena en la memoria del EVSE 306.In step 1006, the EVSE 104 transfers attributes. In an exemplary embodiment, microprocessor 304 retrieves EVSE attributes from the memory 306 and transmits the EVSE attributes to the VL 103. In addition, the EVSE 104 receives EVE attributes from the EVE 102 and stores them in the EVSE memory 306.
En la etapa 1008, el EVSE 104 determina si se requiere el pago. Si no se requiere el pago, el procesamiento pasa a la etapa 1012. Si se requiere pago, el procesamiento pasa a la etapa 1010.At step 1008, the EVSE 104 determines whether payment is required. If payment is not required, processing proceeds to step 1012. If payment is required, processing proceeds to step 1010.
En la etapa 1010, el EVSE 104 determina si el cobro está autorizado. Si se autoriza el cobro, por ejemplo, en respuesta a una búsqueda de número de cuenta, un pase de tarjeta, un depósito de monedas, etc., el procesamiento pasa a la etapa 1012. Si el cobro no está autorizado, el EVSE 104 espera la autorización. En una realización ejemplar, el EVSE 104 puede alertar al usuario del vehículo si no se recibe la autorización, por ejemplo, enviando un mensaje al EVE 102 para mostrarlo al conductor dentro del vehículo o mostrando un mensaje en una pantalla (no mostrada) asociada con el EVSE 104 y esperando un método de pago alternativo.In step 1010, the EVSE 104 determines if the charging is authorized. If the charge is authorized, for example, in response to an account number lookup, a card swipe, a coin deposit, etc., processing proceeds to step 1012. If the charge is not authorized, the EVSE 104 wait for authorization. In an exemplary embodiment, the EVSE 104 may alert the vehicle user if authorization is not received, for example, by sending a message to the EVE 102 for display to the driver within the vehicle or by displaying a message on a display (not shown) associated with the EVSE 104 and waiting for an alternative payment method.
En la etapa 1012, el EVSE 104 activa el conector. En una realización ejemplar, el microprocesador 304 activa el conector 350 cerrando el contactor 302. Opcionalmente, el EVSE 104 registra el uso de energía. En una realización ejemplar, el microprocesador 304 registra el uso durante el período de tiempo en el que el contactor 302 está cerrado. Además, si los servicios de la red los proporciona un vehículo para privilegios de estacionamiento, el EVSE 104 puede registrar esto. El EVSE también puede informar opcionalmente de manera periódica a un proveedor de carga eléctrica.At step 1012, the EVSE 104 activates the connector. In an exemplary embodiment, microprocessor 304 activates connector 350 by closing contactor 302. Optionally, EVSE 104 records power usage. In an exemplary embodiment, microprocessor 304 records usage during the time period that contactor 302 is closed. Also, if the network services are provided by a vehicle for parking privileges, the EVSE 104 can record this. The EVSE can also optionally report periodically to an electric charging provider.
En la etapa 1014, el EVSE 104 desactiva el conector. En una realización ejemplar, el microprocesador 304 desactiva el conector 350 abriendo el contactor 302. Opcionalmente, el EVSE 104 registra el uso registrado. En una realización ejemplar, el microprocesador 304 registra el uso registrado en la memoria 306. El EVSE 104 puede calcular las transacciones de flujo de potencia total, por ejemplo, uso neto de energía, duración de estacionamiento, etc.At step 1014, the EVSE 104 deactivates the connector. In an exemplary embodiment, microprocessor 304 deactivates connector 350 by opening contactor 302. Optionally, EVSE 104 records recorded usage. In an exemplary embodiment, microprocessor 304 records usage recorded in memory 306. EVSE 104 may calculate total power flow transactions, eg, net energy usage, parking duration, etc.
En la etapa 1016, el EVSE 104 transmite el uso registrado a un proveedor de carga eléctrica. En una realización ejemplar, el microprocesador 304 recupera el uso registrado desde la memoria 306 y lo transmite al proveedor de carga eléctrica. Además, el EVSE 104 puede informar de la desconexión y la información de transacción de energía total calculada al operador de carga eléctrica y al operador de estacionamiento.In step 1016, the EVSE 104 transmits the recorded usage to an electric charging provider. In an exemplary embodiment, microprocessor 304 retrieves recorded usage from memory 306 and transmits it to the electric charge provider. In addition, the EVSE 104 can report the disconnection and calculated total power transaction information to the electric charging operator and the parking operator.
Un algoritmo ejemplar para configurar el EVSE 104 para implementar las etapas descritas anteriormente con referencia a la figura 10 se proporciona ahora.An exemplary algorithm for configuring the EVSE 104 to implement the steps described above with reference to Figure 10 is now provided.
ALGORITMO DE CONEXIÓNDEL EVSE EJEMPLAREXEMPLARY EVSE CONNECTION ALGORITHM
En la realización ejemplar, el EVSE se comunica con el vehículo con el siguiente algoritmo de tres partes. El enchufar y desconectar el vehículo se realiza mediante eventos.In the exemplary embodiment, the EVSE communicates with the vehicle with the following three-part algorithm. Plugging in and unplugging the vehicle is done through events.
Al conectar el vehículoWhen connecting the vehicle
IF comunicaciones enel cable de control (por ejemplo, codificado en serie, bus CAN oEthernet de un solo cable)IF communications on the control cable (for example, serial coded, single-wire CAN bus or Ethernet)
THEN enviar los atributos del EVSE alVL y recibir los atributos del EVETHEN send the EVSE attributes to the VL and receive the EVE attributes
IF no se requiere pagoIF no payment required
THEN activar la potencia del vehículoTHEN activate vehicle power
ELSEELSE
Esperar la autorización del vehículo, la acción local del conductor (por ejemplo, pase de tarjeta, depósito de monedas) oautorización del proveedor de carga eléctricaWait for authorization from the vehicle, local driver action (for example, card swipe, coin deposit) or authorization from the electric charge provider
IF autorizadoauthorized FI
THEN activar la potencia del vehículoTHEN activate vehicle power
ELSE escribir un mensaje al conductor y alertar al operador del estacionamientoELSE write a message to the driver and alert the parking operator
Al activar exitosamente el vehículoUpon successful activation of the vehicle
Proporcionar un conducto para los servicios de carga y/o red, según se autorice Si el EVSE tiene mediciónProvide a conduit for charging and/or network services, as authorized If the EVSE is metered
THEN informar periódicamente al proveedor de carga eléctrica IF el vehículo está proporcionando servicios de red para estacionamiento THEN informar periódicamente al operador del estacionamiento Al desconectar el vehículoTHEN periodically inform the electric charging provider IF the vehicle is providing network services for parking THEN periodically inform the parking operator When disconnecting the vehicle
Desactivar el conector del vehículoDisable vehicle connector
IF el EVSE tiene medición, calcular la transacción total:IF the EVSE has metering, calculate the total transaction:
uso neto de energía, tiempo de estacionamiento, etc.net energy use, parking time, etc.
Si el EVSE tiene capacidad de comunicacionesWhether the EVSE has communications capability
THEN informar de la desconexión y la transacción total al proveedor de carga eléctrica y al operador del estacionamiento Esperar la conexión del próximo vehículoTHEN report the disconnection and the total transaction to the electric charge provider and the parking operator Wait for the connection of the next vehicle
FIN DELALGORITMO DEL EVSE END OF THE EVSE ALGORITHM
La figura 11 es un diagrama de flujo 1100 de etapas ejemplares para interconectar el EVE 102 con el servidor de agregación 106 para administrar el flujo de potencia desde la perspectiva del servidor de agregación 106.11 is a flowchart 1100 of exemplary steps for interfacing EVE 102 with aggregation server 106 to manage power flow from the perspective of aggregation server 106.
En la etapa 1102, el servidor de agregación 106 arranca y, en la etapa 1104, el servidor de agregación 106 carga los parámetros de configuración. En una realización ejemplar, el servidor de agregación 106 carga desde mapas DSO de almacenamiento local, una lista de ubicaciones de carga registradas (ubicación DSO y cuentas), una lista de VL 103 registrados (con cuentas) y, para cada VL 103 registrado, número(s) de cuenta, y el último programa de conducción conocido, también llamado próximos viajes previstos. Además, el servidor de agregación puede recuperar a través de Internet desde el TSO (nombre de los compradores del servicio de red, reglas del mercado y reglas de señalización), DSO (mapas de sistemas y circuitos DSO actualizados y estados de conmutación) y/o IPP (estado del generador, generadores que necesitan recursos de almacenamiento).At step 1102, the aggregation server 106 starts up, and at step 1104, the aggregation server 106 loads the configuration parameters. In an exemplary embodiment, the aggregation server 106 loads from local storage DSO maps, a list of registered load locations (DSO location and accounts), a list of registered VLs 103 (with accounts), and, for each registered VL 103, account number(s), and last known driving schedule, also called expected next trips. In addition, the aggregation server can retrieve over the Internet from the TSO (network service buyers name, market rules and signaling rules), DSO (updated DSO circuit and system maps and switching states) and/or o IPP (generator status, generators that need storage resources).
En la etapa 1106, el servidor de agregación 106 recibe una solicitud de conexión de un vehículo (es decir, una solicitud de llamada entrante o una solicitud de rellamada/reconexión).In step 1106, the aggregation server 106 receives a connection request from a vehicle (ie, an incoming call request or a call back/reconnect request).
En la etapa 1108, el servidor de agregación 106 recibe los parámetros operativos del EVE, incluyendo los atributos del EVE. En una realización ejemplar, el servidor de agregación 106 recibe parámetros operativos del EVE desde el VL 103. En una realización ejemplar, los atributos del EVE incluyen una ID de EVE única, una ID de EVSE única y todos los parámetros operativos calculados en las etapas 618 y 628 del algoritmo del EVE.In step 1108, the aggregation server 106 receives the EVE operational parameters, including the EVE attributes. In an exemplary embodiment, the aggregation server 106 receives EVE operational parameters from the VL 103. In an exemplary embodiment, the EVE attributes include a unique EVE ID, a unique EVSE ID, and all operational parameters calculated in the steps 618 and 628 of the EVE algorithm.
En la etapa 1110, el servidor de agregación 106 agrega uno o más de los atributos del EVE y los parámetros operativos del EVE. En una realización ejemplar, el servidor de agregación 106 agrega la capacidad de potencia, la energía de la batería, el avance de la batería y la información del programa de conducción.In step 1110, the aggregation server 106 adds one or more of the EVE's attributes and the EVE's operational parameters. In an exemplary embodiment, aggregation server 106 aggregates power capacity, battery power, battery advance, and driving schedule information.
En la etapa 1112, el servidor de agregación 106 predice la capacidad total disponible a partir de un agregado de uno o más EVE conectados. En una realización ejemplar, el servidor de agregación 106 predice la capacidad total disponible en base a la energía, el avance y la programación de cada EVE conectado. En una realización ejemplar, el servidor de agregación 106 identifica los EVE 102 que probablemente estén disponibles en bloques de tiempo particulares, por ejemplo, 6 minutos, 10 minutos, 15 minutos, una hora, dos horas, etc. El servidor de agregación 106 puede optar por no usar vehículo que está programado para desconectarse de la red 108 poco después del bloque programado, por ejemplo, si el vehículo está programado para un viaje el lunes a las 2:10 pm. Para bloques de tiempo futuros, el servidor de agregación 108 también puede incluir la capacidad de los vehículos que se predice que estarán disponibles, en base al programa de conducción, incluso si no están conectados en el momento en que se realiza la etapa 1112. El servidor de agregación 106 luego suma las capacidades de los vehículos que están disponibles durante cada bloque de tiempo. Por ejemplo, el servidor de agregación 106 puede sumar capacidades tales como potencia, carga de la batería y avance de la batería de cada vehículo disponible basándose en la información del calendario durante un período de tiempo particular, por ejemplo, el lunes entre las 2 y las 3 pm. Por ejemplo, si hay 1200 vehículos y se prevé que 1000 de los mismos estarán disponibles entre las 2 y las 3 pm del lunes y cada vehículo es capaz, en promedio, de entregar 10 kW durante ese período de tiempo, la capacidad de potencia total prevista sería de 10 MW. El servidor de agregación 106 puede reducir adicionalmente la capacidad total en un cierto porcentaje, por ejemplo, un 15 %, para lograr una oferta de capacidad de potencia fiable mientras se toman en cuenta los vehículos que pueden desconectarse durante un bloque de tiempo cuando su programa indica que están disponibles (es decir, viajes no planificados e imprevistos). Por ejemplo, la capacidad total de 10 MW puede reducirse a 8,5 MW como capacidad total disponible informada. El ajuste porcentual puede determinarse en función de la capacidad histórica del servidor de agregación para proporcionar capacidad a la red y la cantidad de penalización por no proporcionar la capacidad ofrecida. Por ejemplo, si la capacidad total disponible se entrega el 99,9 por ciento del tiempo cuando se envía, el porcentaje de reducción puede reducirse (por ejemplo, al 10 por ciento). Por otro lado, si la capacidad total disponible no se entrega el 10 por ciento del tiempo cuando se envía, el porcentaje de reducción puede incrementarse (por ejemplo, al 25 por ciento).In step 1112, the aggregation server 106 predicts the total available capacity from an aggregate of one or more connected EVEs. In an exemplary embodiment, the aggregation server 106 predicts the total available capacity based on the power, progress, and schedule of each connected EVE. In an exemplary embodiment, aggregation server 106 identifies EVEs 102 that are likely to be available in particular time blocks, eg, 6 minutes, 10 minutes, 15 minutes, one hour, two hours, etc. The aggregation server 106 may choose not to use a vehicle that is scheduled to disconnect from the network 108 shortly after the scheduled block, for example, if the vehicle is scheduled for a trip on Monday at 2:10 pm. For future time blocks, the aggregation server 108 may also include the capacity of vehicles that are predicted to be available, based on the driving schedule, even if they are not online at the time step 1112 is performed. aggregation server 106 then adds the capacities of the vehicles that are available during each time block. For example, the aggregation server 106 may sum capacities such as power, battery charge, and battery advance for each available vehicle based on calendar information during a particular time period, for example, Monday between 2 a.m. and 3 p.m. For example, if there are 1,200 vehicles and 1,000 of them are expected to be available between 2 and 3 pm on Monday and each vehicle is capable, on average, of delivering 10 kW during that time period, the total power capacity planned would be 10 MW. The aggregation server 106 may further reduce the total capacity by a certain percentage, for example, 15%, to achieve a reliable power capacity offer while taking into account vehicles that may be disconnected during a block of time when its schedule indicates that they are available (ie unplanned and unforeseen trips). For example, the total capacity of 10 MW may be reduced to 8.5 MW as reported total available capacity. The percentage adjustment can be determined based on the aggregation server's historical ability to provide capacity to the network and the amount of penalty for not providing the offered capacity. For example, if the total available capacity is delivered 99.9 percent of the time when shipped, the reduction percentage can be reduced (for example, to 10 percent). On the other hand, if the total available capacity is not delivered 10 percent of the time when shipped, the reduction percentage can be increased (for example, to 25 percent).
En la etapa 1114, el servidor de agregación identifica un mercado para la capacidad total disponible prevista. En una realización ejemplar, el servidor de agregación 106 (o un operador del mismo) analiza la información de mercado disponible para determinar el precio más alto disponible para los servicios de red que se pueden llenar utilizando las capacidades del EVE agregadas para cada bloque de tiempo.At step 1114, the aggregation server identifies a market for the expected total available capacity. In an exemplary embodiment, the aggregation server 106 (or an operator thereof) analyzes the available market information to determine the highest available price for network services that can be filled using the aggregated EVE capacities for each time block. .
En la etapa 1116, el servidor de agregación 106 ofrece la capacidad total disponible a uno o más mercados identificados.At step 1116, the aggregation server 106 offers the full available capacity to one or more identified markets.
En la etapa 1118, el servidor de agregación 106 determina si la red 108 aceptó la capacidad total disponible ofrecida. Si la red 108 acepta la oferta, el procesamiento continúa en la etapa 1120 con el registro de la capacidad total disponible ofrecida con la red 108 para su envío. El procesamiento por parte del servidor de agregación puede proceder entonces de acuerdo con las etapas del diagrama de flujo 1300 descritos con referencia a la figura 13. Si la red no acepta la oferta, el procesamiento vuelve a la etapa 1114 para identificar otro mercado.At step 1118, the aggregation server 106 determines whether the network 108 accepted the full available capacity offered. If the offer is accepted by the network 108, processing continues at step 1120 with the recording of the total available capacity offered with the network 108 for delivery. Processing by the aggregation server may then proceed according to the steps of flowchart 1300 described with reference to Figure 13. If the offer is not accepted by the network, processing returns to step 1114 to identify another market.
La figura 12 representa un diagrama de flujo 1200 de etapas ejemplares para retirar un EVE 102 de la red 108 desde la perspectiva del servidor de agregación 106.12 depicts a flowchart 1200 of exemplary steps for removing an EVE 102 from network 108 from the perspective of the aggregation server 106.
En la etapa 1202, el servidor de agregación 106 determina si el vehículo todavía está conectado. En una realización ejemplar, el servidor de agregación 106 determina que el vehículo se desconecta cuando se pierde la comunicación con el VL 103 o cuando no se han recibido comunicaciones durante un período de tiempo umbral. Si el vehículo ya no está conectado, el procesamiento continúa en la etapa 1204. De lo contrario, el servidor de agregación espera del vehículo a que se desconecte mientras continúa el procesamiento de acuerdo con las etapas de los diagramas de flujo 1100 y 1300.At step 1202, the aggregation server 106 determines if the vehicle is still connected. In an exemplary embodiment, the aggregation server 106 determines that the vehicle is disconnected when communication with the VL 103 is lost or when no communications have been received for a threshold time period. If the vehicle is no longer connected, processing continues at step 1204. Otherwise, the aggregation server waits for the vehicle to disconnect while processing continues according to flowchart steps 1100 and 1300.
En la etapa 1204, el servidor de agregación 106 elimina el vehículo del cálculo de agregación en la etapa 1110 (figura 11).At step 1204, the aggregation server 106 removes the vehicle from the aggregation calculation at step 1110 (FIG. 11).
La figura 13 es un diagrama de flujo 1300 de etapas ejemplares para enviar la capacidad total disponible del vehículo desde la perspectiva del servidor de agregación 106.13 is a flow diagram 1300 of exemplary steps for sending the total available vehicle capacity from the perspective of the aggregation server 106.
En la etapa 1302, el servidor de agregación 106 determina si la red 108 ha emitido una señal de envío. En una realización ejemplar, la señal de distribución de la red se recibe desde el TSO, DSO o IPP. Si la red 108 ha emitido una señal de envío, el procesamiento prosigue en la etapa 1304. De lo contrario, el servidor de agregación espera una señal de envío.At step 1302, the aggregation server 106 determines whether the network 108 has issued a send signal. In an exemplary embodiment, the network distribution signal is received from the TSO, DSO, or IPP. If the network 108 has issued a send signal, processing continues at step 1304. Otherwise, the aggregation server waits for a send signal.
En la etapa 1304, el servidor de agregación 106 asigna la capacidad que se va a distribuir entre los vehículos conectados. Por ejemplo, si la señal de envío de la red 108 requiere 10.000 vatios y hay 20 coches que han indicado que cada uno puede suministrar 1000 vatios, el servidor de agregación puede asignar 500 vatios a cada uno de los vehículos conectados. En realizaciones ejemplares más completas, la asignación puede basarse en otros atributos del EVE y parámetros operativos, incluyendo el programa de conducción y la ubicación de la red.In step 1304, the aggregation server 106 allocates the capacity to be distributed among the connected vehicles. For example, if the network send signal 108 requires 10,000 watts and there are 20 cars that have each indicated that they can supply 1000 watts, the aggregation server may allocate 500 watts to each of the connected vehicles. In more complete exemplary embodiments, the assignment may be based on other EVE attributes and operational parameters, including the driving schedule and network location.
En la etapa 1306, el servidor de agregación 106 envía los vehículos a la capacidad asignada de cada vehículo. En una realización ejemplar, el servidor de agregación 106 emite órdenes de envío a los VL 103 de acuerdo con las capacidades asignadas.In step 1306, the aggregation server 106 sends the vehicles to the allocated capacity of each vehicle. In an exemplary embodiment, the aggregation server 106 issues send orders to the VLs 103 according to the allocated capacities.
En la etapa 1308, el servidor de agregación 106 recibió informes desde los vehículos. Los informes del vehículo pueden incluir vatios reales entregados, por ejemplo. Si los vatios reales entregados están por debajo de la cantidad asignada, el servidor de agregación puede intentar reasignar entre vehículos en la etapa 1304.At step 1308, the aggregation server 106 received reports from the vehicles. Vehicle reports may include actual delivered watts, for example. If the actual delivered watts are below the allocated amount, the aggregation server may attempt to reallocate between vehicles in step 1304.
En la etapa 1310, el servidor de agregación 106 suma los informes recibidos en la etapa 1308 y, en la etapa 1312, envía los informes a la red 108, por ejemplo, al operador de la red, como TSO/, DSO o IPP, que emitió la solicitud de envío.In step 1310, the aggregation server 106 sums the reports received in step 1308 and, in step 1312, sends the reports to the network 108, for example, to the network operator, such as TSO/, DSO, or IPP, who issued the shipment request.
En la etapa 1314, el servidor de agregación 106 determina si la potencia agregada suministrada es suficiente para satisfacer la solicitud de envío. En una realización ejemplar, el servidor de agregación compara la capacidad total asignada con la capacidad real identificada en los informes. Si el envío es suficiente, el procesamiento pasa a la etapa 1302 para el siguiente envío. Si el envío no es suficiente, el procesamiento procede en el bloque 1304 con el servidor de agregación 106 intentando reasignar la capacidad disponible para cumplir con la cantidad enviada desde la red 108. Durante un período de tiempo más largo, por ejemplo, de 15 minutos a una hora de acuerdo con las reglas del mercado, un envío insuficiente como se determina en la etapa 1314 conducirá a una reducción en la capacidad ofrecida a la red en la etapa 1116.At step 1314, the aggregation server 106 determines if the supplied aggregate power is sufficient to satisfy the send request. In an exemplary embodiment, the aggregation server compares the total allocated capacity with the actual capacity identified in the reports. If the shipment is sufficient, the processing proceeds to step 1302 for the next shipment. If sending is not enough, processing proceeds to block 1304 with aggregation server 106 attempting to reallocate available capacity to meet the amount sent from network 108. Over a longer period of time, eg 15 minutes at an hour according to market rules, insufficient delivery as determined in step 1314 will lead to a reduction in the capacity offered to the network in step 1116.
Un algoritmo ejemplar para configurar el servidor de agregación 106 para implementar las etapas descritas anteriormente con referencia a las figuras 11-13 se proporciona ahora.An exemplary algorithm for configuring the aggregation server 106 to implement the steps described above with reference to Figures 11-13 is now provided.
ALGORITMO EJEMPLAR PARAUNAGREGADOR DEVEHÍCULOS INTEGRADOS ENREDEXEMPLARY ALGORITHM FOR AN INTEGRATED NETWORK VEHICLE AGGREGATOR
La descripción de nivel superior del servidor de agregación consta del inicio del servidor (arranque) y tres bucles operativos distintos. Cada ciclo operativo da el tiempo aproximado entre paréntesis. Los tres bucles no tienen por qué ser exclusivos, por ejemplo, pueden ejecutarse simultáneamente con semáforos apropiados.The top-level description of the aggregation server consists of starting the server (boot) and three different operational loops. Each operating cycle gives the approximate time in parentheses. The three loops do not have to be exclusive, eg they can be executed concurrently with appropriate semaphores.
Inicio del servidor (al iniciar o cargar un nuevo programa)Server startup (when starting or loading a new program)
Carga desde almacenamiento secundario (por ejemplo, desde sudisco duro):Upload from secondary storage (for example, from your hard drive):
Mapas DSODSO Maps
Lista de ubicaciones de carga registradas, con ubicación y cuentas de DSO Lista de VL registrados, con cuentasList of registered cargo locations, with location and DSO accounts List of registered VLs, with accounts
Para cada VL, número(s) de cuenta y último programa de conducción conocidoFor each VL, account number(s) and last known driving schedule
Conexión externa a través de Internet y carga de lo siguiente:External connection via the Internet and upload of the following:
TSO: Nombre de los compradores del servicio de red y reglas de mercado/señalización.TSO: Name of network service buyers and market/signaling rules.
DSO: Mapas de sistemas y circuitos DSO actualizados y estados de interruptoresDSO: Updated DSO system and circuit maps and status of switches
IPP: Estado del generador, generadores que necesitan recursos de almacenamientoIPP: Generator status, generators that need storage resources
Bucles para registrar y cancelar el registro de vehículos/VL (controlados por eventos)Loops to register and deregister vehicles/VL (event-driven)
Al llamar al VL al servidor de agregación o volver a marcar/volver a conectar Recibir y almacenar localmente los parámetros operativos del VL:When calling the VL to the aggregation server or redialing/reconnecting Receive and store locally the operating parameters of the VL:
ID del coche, ID del EVSE, ubicación de la red, capacidad de potencia,Car ID, EVSE ID, Network location, Power capacity,
energía de la batería (tamaño y estado de carga actual), próximo uso previsto, memoria intermedia de rango, etc.battery power (size and current state of charge), next expected use, range buffer, etc.
Calcular el tiempo disponible para los servicios de redCalculate the time available for network services
Calcular la capacidad de potencia que puede ofrecer este VL, estimar cuánto tiempoCalculate the power capacity that this VL can offer, estimate how long
Incluir este VL en la capacidad agregada del servidorInclude this VL in the aggregate capacity of the server
En caso de pérdida de conexión de un VL que estaba previamente conectado Eliminar la capacidad del coche de la capacidad agregada del servidor Bucle para planificar y ofrecer capacidad (por ejemplo, bucle por hora) Actualizar los cálculos de capacidad del vehículoIn case of connection loss of a VL that was previously connected Remove car capacity from server aggregate capacity Loop to plan and offer capacity (for example, hourly loop) Update vehicle capacity calculations
Capacidad agregada de todos los vehículos, por áreaAggregate capacity of all vehicles, by area
Ejecutar predicciones, calcular la capacidad firme durante la próxima hora o período objetivoRun predictions, calculate firm capacity for the next hour or target period
Evaluar mercados potenciales alternativosEvaluate alternative potential markets
Determinar el mercado óptimo o el número óptimo (n) de mercadosDetermine the optimal market or the optimal number (n) of markets
Ofrecer capacidad a mercado(s)Offer capacity to market(s)
IF se aceptan ofertas,IF offers are accepted,
THEN Registrar la oferta aceptada para el envíoTHEN Record the accepted offer for submission
Regresar a la parte superior del bucle "para planificar y ofrecer capacidad" Bucle para envío (por ejemplo, un segundo bucle)Return to top of loop "to plan and deliver capacity" Loop for dispatch (for example, a second loop)
Esperar a la señal de envío del TSO, DSO o IPPWait for the signal to be sent from the TSO, DSO or IPP
Al enviar la señal del TSO/DSO/IPPWhen sending the TSO/DSO/IPP signal
Asignar la respuesta entre los vehículos, considerando todos de:Assign the answer among the vehicles, considering all of:
Hora del próximo viajeTime of the next trip
Margen de error basado en experiencia histórica y algoritmo de evaluación La asignación de respuestas puede ser regional o local, por ejemplo, en TSO correcto, nodo de precios local, subestación o alimentador de distribuciónMargin of error based on historical experience and evaluation algorithm Response assignment can be regional or local, for example, on correct TSO, local price node, substation, or distribution feeder
Enviar potencia a través del comando a cada VL asignadoSend power through the command to each assigned VL
Recibir el informe de cada VL en la lista de asignaciónReceive the report of each VL in the allocation list
Sumar informes de VL, por región y ubicaciones de la red localSum VL reports, by region and local network locations
Actualizar la capacidad registrada si las respuestas no son iguales a la capacidad reclamadaUpdate registered capacity if responses do not equal claimed capacity
Enviar un informe sobre la potencia agregada suministrada al TSO, DSO y/o IPP Regresar a "Esperar la señal de envío"Send a report on the aggregate power delivered to the TSO, DSO and/or IPP Return to "Wait for send signal"
Nota: Una variante del ciclo de envío es el arbitraje, que incluye el cobro nocturno. En esta variante, el envío se realiza por precio, el tiempo puede no ser crítico y los informes pueden ser opcionales o retrasarse hasta el final del período contable o de facturación.Note: A variant of the shipping cycle is arbitration, which includes overnight collection. In this variant, shipping is done by price, time may not be critical, and reporting may be optional or delayed until the end of the accounting or billing period.
FIN DE ALGORITMO DE AGREGACIÓNEND OF AGGREGATION ALGORITHM
Aunque la invención se ilustra y se describe en el presente documento con referencia a realizaciones específicas, la invención no pretende estar limitada a los detalles mostrados. Más bien, diversas modificaciones pueden realizarse en los detalles dentro del alcance y el intervalo definidos en las reivindicaciones. Although the invention is illustrated and described herein with reference to specific embodiments, the invention is not intended to be limited to the details shown. Rather, various modifications can be made to the details within the scope and interval defined in the claims.
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